『恒星』参宿四为何如此巨大?科学家最新猜测:它可能是两颗恒星合并而成


『恒星』参宿四为何如此巨大?科学家最新猜测:它可能是两颗恒星合并而成
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『恒星』参宿四为何如此巨大?科学家最新猜测:它可能是两颗恒星合并而成
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尽管银河系内有80%的恒星比我们的太阳小得多 , 但和一些更加庞大的恒星相比 , 我们的太阳仍然小得可怜 。
在冬季的夜空 , 我们可以在著名的猎户座的肩膀上看到一颗非常明亮的恒星 , 那就是参宿四 。 在这颗恒星面前 , 我们的太阳简直就像是一粒沙子 。
(图片说明:红巨星假想图)
【『恒星』参宿四为何如此巨大?科学家最新猜测:它可能是两颗恒星合并而成】参宿四又叫猎户座α星 , 是夜空中除太阳外第十二亮的恒星 。 它是一颗红巨星 , 直径大约是太阳的900倍左右 , 也就是大约11亿公里 , 体内可以放下7.3亿个太阳 。 如果把它放在太阳的位置上 , 甚至火星和小行星带都会被它吞噬 。
科学家告诉我们:参宿四是一颗脉动变星 , 体积会发生较大的变化 , 最大的时候甚至有可能达到太阳的1170倍 。
和太阳相比 , 参宿四的自转速度很快 , 在赤道处可以达到每秒5.5公里 , 而太阳只有2公里/秒的速度 。 虽然恒星之间各有各的特色 , 也并不是什么稀奇事 , 但是科学家还是从中发现了异常之处 。
(图片说明:科学家利用望远镜拍摄并处理后的参宿四图像)
我们刚才介绍了 , 参宿四是一颗红巨星 。 所谓的红巨星 , 是太阳或者更大的恒星在进入演化末期时必定会经历的一个阶段 。 由于核心处的氢已经反应殆尽 , 整个恒星开始膨胀 , 所以才会变得如此巨大 。
我们知道 , 物理学上有一个非常重要的定律 , 叫做角动量守恒定律 。 而随着一个旋转物体的体积变大 , 其旋转速度会变慢 。 这个现象在花样滑冰比赛中体现得非常明显 , 当花样滑冰运动员伸开手臂的时候 , 旋转速度比较慢;如果用手臂抱紧自己 , 旋转速度就会变得非常快 , 因此这个现象又被称作花样滑冰效应 。
同样的 , 这个道理在恒星上也适用 , 红巨星体积比较大 , 理论上来说自转速度应该比较慢才对 。 但是 , 参宿四不仅比太阳快 , 而且自转速度几乎达到了太阳的3倍 , 这个现象非常难以置信 。 实际上 , 不仅是参宿四 , 科学家们发现其他一些红巨星也拥有比理论上更高的自转速度 。
对于这个问题 , 路易斯安那州立大学物理学和天文学助理教授Manos Chatzopoulos一直非常感兴趣 。 他表示:“最近关于大质量主序星的观测显示 , 其中很大一部分都拥有着较大的自转速度 , 其中最大的甚至达到了450公里/秒 。 ”而我们前不久也介绍过 , 我国天文学家利用郭守敬望远镜 , 甚至发现了自转速度达到540公里/秒的恒星LAMOST J040643.69+542347.8 。 而NASA的开普勒太空望远镜 , 也发现了大量自转速度比太阳快18倍甚至更多的大质量恒星 。 这些恒星都在挑战人类的物理定律 , 也一直困扰着很多科学家 。
在经过长期的分析和研究之后 , Chatzopoulos提出了自己的猜想 , 并且将论文预先发表在arXiv上 。 在论文中他指出:参宿四之所以有如此高的自转速度 , 很可能因为它是由两颗恒星合并而成的 。
实际上 , 科学家也发现 , 这些高速自转的大质量恒星中 , 有很大一部分都位于双星系统中 。 包括中国科学家发现的那颗迄今为止自转最快的恒星 , 虽然目前发现是单独一颗 , 但我国科学家认为它曾经也是双星系统中的一员 。 中国科学院国家天文台李广伟副研究员猜测:主星凭借强大的引力吸收伴星的物质 , 这些物质下落的过程中增加了主星的角动量 , 为其加速 。 当主星发生超新星爆发后 , 将伴星甩开 , 所以我们今天只能看见单独的一颗恒星 。