发生了什么事情,恒星为什么会悄无声息地消失?恒星究竟是如何演化的?我们现在看到的恒星是处于它们生命的哪个阶段?我们最经常听到的恒...
发生了什么事情,恒星为什么会悄无声息地消失?
恒星究竟是如何演化的?我们现在看到的恒星是处于它们生命的哪个阶段?我们最经常听到的恒星、中子星、白矮星、黑洞这些不同的天体之间它们存在着什么关系吗?这些天体会死亡吗?它们死亡之后又变成了什么物质呢?让我们来一起看一看恒星的演化吧!
所有的恒星都是从星云或者气体和尘埃中产生坍缩而产生的,经历了几百万年之后原本的物质开始达到一个平衡的装填,然后开始变成主序星。
主序星是什么?根据恒星的温度和和光度,科学家绘制了一个图表。横坐标表示恒星的温度,纵坐标表示恒星的光度,他们把大量的恒星按照它们各自的条件画在图上,发现点呈现出一定的规律性。这个图叫做赫罗图。
位于赫罗图对角线上主序带上的恒星呢,就是主序星。大多数的恒星表面温度很高,光度也就高,随着恒星的温度开始降低,它的光度也会随之降低。主序星在核心将氢融合成氦来产生能量,比如太阳就是从核心开始慢慢将氢融合成氦,然后达到红巨星的状态。
恒星的归宿所有的恒星都是从星云产生,并发展成主序星的。然后根据恒星质量的不同,在它们死亡之后可能会形成不同天体,但是最后必将成为白矮星、中子星和黑洞三种状态之一。
小于太阳一半质量,但是大于太阳0.08倍质量的恒星,会逐渐变成红矮星,红矮星的寿命非常的长,有的甚至说和宇宙的年龄是同样长的,可达百亿年吗,因此目前还没有发现红矮星死亡的残骸。
星胚——主序星——红巨星——白矮星
小于太阳8倍质量的恒星,在死亡之后会坍塌成白矮星。中等质量恒星逐渐发展成了红巨星,然后红巨星经过几百万年的燃烧后,外壳以氢为主,下面还有一层氦层,最后里面还有一个碳球。核反应过程导致碳变成了其它的元素,内部的反应越来越不稳定,密度被大幅度增加,这时候红巨星内部产生了一颗白矮星。
最后,当这种不稳定状态达到极限,红巨星就爆发了,除了恒星以外的东西都被抛弃,剩下的核心就是我们所说的白矮星。
大质量恒星星胚——蓝超巨星(主序星)——红超巨星——超新星——中子星或者黑洞
质量在太阳的8-50倍的恒星是大质量恒星,恒星核心的氢被燃烧殆尽,在濒临死亡的时候变成了 红超巨星,温度开始降低。然后红超巨星在演化的末期经历了剧烈的爆炸形成了超新星。它散发出的光芒甚至能够照亮整个星系,并且要持续几周到几个月才能逐渐衰减。在这个过程中它释放出的辐射是非常巨大的,甚至是太阳一生能够释放出的能量总和。
爆发之后,原本大质量恒星的核心就会坍塌成高密度的中子星,而其他的残骸就会在周围散发开来。事实上,如果这个大质量恒星的质量更高的话是很有可能坍塌成黑洞的。
超大质量恒星超大质量恒星的演化和大质量恒星是比较相似的。但是由于质量比较大,所以在最后是会坍塌成黑洞的。
在我们目前的认知体系里,一颗大质量或者超大质量的恒星在最后变成死亡残骸中子星或黑洞之前都是要经过超新星爆炸这一阶段的。这一过程中爆发的光亮和辐射是巨大的,几乎是难以忽视的。
但是科学家却发现了一颗凭空消失的超大质量恒星。这颗恒星位于距离地球大约7500万光年之外的宝瓶座星座,是一个发光的膨胀的蓝色球体,它已经走到了生命的尽头。但是在科学家对它的持续观察之后,发现它竟然凭空消失了。按理说它应该是先经过超新星爆炸,然后坍塌成黑洞。因此,科学家认为它可能没有经过超新星爆炸就直接坍塌成恒星了。但是这种假设仍需要进一步的检验。
小结:恒星在成长的初期都是由星云开始产生的,然后形成主序星,这是它们生命中最漫长的一个阶段。然后它们会开始进入濒临死亡的状态,由于质量的不同,它们的归宿也有所不同。小质量恒星最后形成的残骸仍未被发现,它们有可能就是熄灭了;中等质量的恒星变成红巨星之后就坍塌成白矮星了;大质量和超大质量恒星在变成红超巨星之后,经过超新星爆炸,最后坍塌成中子星或者黑洞。
然而,科学家却发现天空中有一颗恒星凭空消失了。这再一次对人类所认知的恒星演化史提出了挑战,究竟是怎么一回事,让我们拭目以待吧。
100多颗恒星异常消失,是高级文明出现的证据?还是超新星爆发?
考虑到宇宙存在的时间高达138亿年,我们完全可以相信在这么长的时间里,宇宙中各个文明的 科技 水平必定存在着很大的差异,基于这种思路,科学家将假想中的宇宙文明大致分为了3个类型,简单地讲就是一级文明能够完全利用行星资源,二级文明能够完全利用恒星资源,三级文明能够完全利用星系资源,相对而言三级文明太过科幻。 在宇宙中就算是真的有这种文明也是极为稀少,需要达到二级文明似乎就容易得多了,有天文学家乐观地估计,按照人类文明的发展速度只需要100多年的时间,就可以达到一级文明,而要达到二级文明也只需要数万年的时间。
很多人可能会想,我们怎么才能够让这些高级文明现身呢,最好的方式就是想办法与他们进行实质上的接触,比如说飞到他们的星球上去,但这是现在的人类无法做到的事情。
所以我们只能选择在地球上“听”和“看”,简而言之,所谓的“听”就是监测来自宇宙中的电磁波,并试图从中找到高级文明的某些信息,事实上人类已经在宇宙中“听”了很久了,就在1960年的时候,美国天文学家法兰克德雷克成立了“奥兹玛计划”,他开始用阿雷西博天文台寻找外星文明,同时向距离我们仅11.9光年的恒星云发射了信号,他监听了三个月之久,但一无所获。
10年后科学家再次执行计划对附近650多个星球发射信号,期间也监听到一些信号,但大部分的信号都是来自地球,不过科学家对 探索 外星文明的热度依旧不减,在1974年为庆祝阿雷西博射电望远镜改建完成,美国著名的天文学家,天体物理学家法兰克德雷克和卡尔萨根,共同向25000光年外的M13球状星团发射了包含人类信息,地球信息以及太阳系信息在内的阿雷西博信息,但仍然没有得到外星人的回应。
信号的发送,已经成为 历史 ,而这台曾经发送信号的望远镜也已经于2021年11月31号到12月1号凌晨坍塌,如今已经关闭。
值得注意的是在1977年,也就是阿雷西博信息发射的3年后似乎有一个突破,科学家们突然监测到了一个与众不同的信号,根据传过来的这些信号,他们整理出了一个代名词"WOW",至于这个信号代表着什么,是否来自外星人至今还无人可知
而另一个方法则是“看”,正如前面所讲的二级文明拥有操纵恒星的能力,假如宇宙中真的存在这样的文明的话,他们的活动就可能会在宇宙中弄出很大的动静,比如说当他们在大量地提取某颗恒星的资源时,我们就会看到这颗恒星忽然变暗了,甚至是莫名其妙的消失了之类的可疑现象,那么宇宙中真的存在高级文明吗?
我们有没有观察到这种可疑的现象呢,在过去的日子里,天文学家陆续观测到了21颗恒星,出现了异常变暗的可疑现象,其中就包括有名的塔比星,而更令人惊讶的是,天文学家还观察到了宇宙中的一些恒星莫名其妙的消失了,最引人注目的研究报告来自于“Vasco”观察项目,2021年该项目的研究团队在《天文杂志》上发表的文章指出,他们将现在的星空照片与过去的记录进行了非常详细的对比,发现了在过去的几十年里,至少有100颗恒星异常消失,该消息一出,马上受到了外星人爱好者的热烈追捧,纷纷表示,这就是高级文明现身宇宙的证据。
但也有人指出Vasco观察项目用来做对比的星空,记录比较古老,最早的可以追溯到1950年代。 而彼时的天文观测设备比较落后,很可能会将一些宇宙中临时的闪光记录成一颗恒星,然而就在2021年6月30号一篇发表在《皇家天文学会月刊》上的研究论文再次提到了这种现象,该文章指出,利用帕拉纳天文台的VLT巡天望远镜,天文学家又发现一颗巨型恒星莫名其妙的消失了。
显而易见的是,从外星人爱好者的角度来看,这就意味着天文学家又发现了一个可疑的现象,这颗巨型恒星位于水瓶座方向大约7500万光年处,是一颗非常耀眼的蓝色变星,观察数据显示它的质量大约是太阳的85至125倍,而亮度则达到了太阳的250万倍左右,也正因为如此,天文学家才可以观察到这颗遥远的恒星。
早在2001年,天文学家就发现了这颗巨型恒星在此之后的十年时间里,多个科学团队都对其进行了观测和研究,也就是说它是经过了现代观测设备的确认的,然而在2021年8月当天文学家再次将望远镜对准这颗巨型恒星时,却发现他消失了。
在接下来的时间里,天文学家又用了多种方式来试图寻找他的踪迹,但却一无所获,可能有人会说了,所有的恒星都不可能永远存在,说不定这颗巨型恒星其实就是“寿终正寝”了,其实不然,根据宇宙中的物理规律,质量较大的恒星在消亡的时候将会发生威力无与伦比的超新星爆发。
要知道一次普通的超新星爆发都可以照亮整个星系,而这颗巨型恒星的质量,至少是太阳的85倍,由此可知,如果它发生了超新星爆发,我们不可能视而不见,退1万步讲,就算没有及时观察到,我们也可以发现此次超新星爆发留下的痕迹,所以说这颗巨型恒星莫名其妙地消失,是否说明了高级文明现身宇宙呢?
外星人爱好者认为,对于这个可疑的现象,一个合理的解释就是宇宙中的高级文明,利用某种方式将这颗巨型恒星拆解了,当然了,科学家们是不会随随便便就说宇宙中真的存在高级文明。
对此,他们提出两种假设,第一种假设就是由于这颗巨型恒星质量非常大,而核心的核聚变反应区又相对较小,在自身重力的压迫下它就有可能跳过超新星爆发的过程,而直接坍塌成黑洞,第二种假设则是在天文学家首次发现这颗恒星时候,他就处于一种爆发状态,注意这种爆发不是超新星爆发,而是指恒星内部的巨大辐射压所造成的恒星外壳物质的流失,随着这个过程的持续在十年之后的某个时间段,这颗巨型恒星就演化成了一个亮度较低的恒星,由于它距离我们非常遥远,再加上星际物质的遮挡,所以我们就看不到它了。
恒星离奇“消失”或源于一场失败的爆发,恒星为什么会突然消失?
恒星的消失有很多原因:自然死亡、超新星爆发、被制作成戴森球。NASA科学家在对比之前的太空图像时,发现宇宙深处的恒星离奇消失,这些消失的恒星非常神秘,没有检测到任何迹象便失踪,这让很多科学家怀疑是外星人引起的恒星消失。
1,恒星的自然死亡:
恒星根据其质量,会经历不同的死亡过程。以太阳为例,太阳死亡后,内核会发生氢氦核聚变和氦碳核聚变,内部温度大幅度提升,进而引发膨胀。太阳会在50亿年左右死亡,膨胀为红巨星,之后内核产生铁元素,内核坍塌形成白矮星。
当恒星变为白矮星的时候,只会发生微弱的温度和光亮,宇宙中离奇消失的恒星,或许就是变为白矮星的恒星,由于人类的观测设备有限,因此无法察觉到白矮星微弱的光亮。
如果恒星的质量比较大,就会形成中子星,中子星的能量消耗完毕后,会发生超新星爆发;恒星质量更大,就有可能形成黑洞,无论是发生超新星爆发还是形成黑洞,这些恒星都会从宇宙中消失。
2,恒星被制作成戴森球:
戴森球是物理学家戴森提出的概念,对于高级文明来说,进行星际旅行需要非常强大的能量。高级文明或许会在恒星外围搭建能源采集器,通过包裹恒星,来充分获得恒星的能量,从而提供给星球能源,并利用这种恒星能源进行星际旅行。
戴森球至少需要到达1级文明才能开始实施,能够完全利用恒星的能量后,就会进入到2级文明,而人类文明目前只是0.7级。
外星生命或许远远比人类高级,可以在宇宙中制作戴森球,从而遮挡住恒星的光芒,地球自然无法继续观测到这些恒星,从而出现了恒星的神秘消失。由于人类目前的天文望远镜无法观测到这些恒星的具体情况,因此无法判断其状态。
或许等待人类的天文望远镜逐渐升级,天文学家甚至可以在宇宙中,直接找到戴森球的外星非自然结构!
宇宙充满未知现象,此次科学家发现恒星的消失,中间并没有间隔很多年,理论上恒星不会出现如此明显的变化。
恒星的神秘消失,或许是恒星的未知现象,进而导致恒星的光亮消失;也有可能是人类的观测设备没有捕捉到这些恒星;也许是这些恒星被外星人利用。
宇宙中那些“消失”的恒星去了哪里?
数千年来,天文学家一度坚信,夜空中的点点星光是固定不变的。即使在弄清楚了这些“光芒”其实都是天体之后,天体物理学家也一直认为,天体的变化速度非常缓慢,需要放在数百万年、乃至数十亿年的时间尺度上衡量。
大多数巨恒星在寿命临近终结时,都会经历一系列极其暴烈的变化,最终在超新星爆发中走向生命的终点。超新星爆发在宇宙中就像一座灯塔般明亮耀眼,可能会一连持续好几个月,即使相隔数亿光年,也有可能看到它们的明亮光芒。
超大质量恒星会以超新星爆发的形式毁灭,但这类事件很难忽略,它们的明亮光芒足以照亮整个星系,并且会持续数月时间。
但会不会有些恒星突然之间消隐无踪呢?就我们对恒星的了解来看,这应该不太可能。但就在过去几年间,一组天文学家通过比较数十年来的观测记录,一直在研究这种“不可能事件”发生的可能性。
“我们称其为VASCO项目,意为‘在一个世纪的观察时间内消失及出现的天体’,”瑞典北欧理论物理研究所的比阿特丽斯·维拉罗尔指出,“我们对各类消失的天体都很感兴趣,但在理想情况下,我最希望能发现一颗一直很稳定、 历史 十分悠久、但有一天突然消失了的恒星。哪怕用全世界最大的望远镜观察,也找不到它的踪影。”
图为美国海军天文台的巡天项目留下的感光底片。它们的年代比航空时代还要早。由于曝光时间长,小行星会在底片上留下一道较长的星轨,而不是一个简单的光点。
维拉罗尔和同事们自2021年开展这项任务以来,已经吸引了众多科学家的注意力,他们都意识到了调查 历史 记录的重大意义。“许多来自不同领域的天文学家都对我们的项目产生了兴趣,包括研究活跃星系核的专家、恒星物理学家、以及地外文明搜寻计划科学家等等,每个人都有充分的理由参与其中。”
虽然我们目前了解到的情况显示,恒星的变化非常缓慢,倘若恒星突然消失,应当会留下一些蛛丝马迹,但这并不意味着所有恒星都会永远保持稳定的光芒。事实上,宇宙中充满了亮度不断变化的变星。但维拉罗尔强调,VASCO项目针对的并不是这些。“我们知道变星的存在,但它们的持续时间一般最长只有几年。我们想寻找的是一颗之前始终十分稳定、但突然彻底消失得无影无踪的恒星。目前还没有针对这种恒星的记载,假如能发现它们的存在,可能会引领我们发现新的物理学法则。”
宇宙星表
近年来,随着自动化望远镜的发展,我们扩充星表的速度已经达到了空前的水平。例如,位于加州帕洛马山天文台的兹威基瞬变设施(ZTF)将当前最先进的照相机与萨缪尔·奥斯钦望远镜两相结合,使其拥有了超宽视野,仅需三晚便可对帕洛马上方的整个夜空完成一次搜寻,且每晚可对银河系平面开展两次扫描。这不仅大大增加了探测到“瞬变”的几率(即遥远恒星在短时间内释放出的大量光芒),还能帮助我们发现伽马射线暴等剧烈的罕见事件。
然而,在寻找普通恒星与突然消失的恒星之间存在一点关键区别。维拉罗尔强调:“像兹威基瞬变设施这样的项目的工作时间很短。但对于罕见事件,比如某个天体每100年就莫名消失一次,你的观察时间必须足够长,才能捕捉到它们。因此我们在寻找突然消失的恒星时,将尽可能延长时间跨度,结合更古老的星图进行对比分析。我们正在将70年前的数据与当前数据进行比较,看看宇宙在这些年间是否有所变化。”
衰老的红巨星在抛却外层物质、变为白矮星时,可能会“消失”一段时间,但这一过程会持续数十万年之久,还会产生独特的星云。
有些讽刺的是,该团队需要高质量的 历史 数据,因此将目光投向了帕洛马山天文台和萨缪尔·奥斯钦望远镜。上世纪50年代,这台望远镜曾为一次巡天行动制作了感光底片,后由美国海军天文台扫描保存。而他们所用的现代数据则由夏威夷哈雷阿卡拉天文台的全景巡天望远镜和快速响应系统(Pan-STARRS)提供。
“你可以随意获取这些巡天项目的结果,它们全都以数字化形式上传到了网络上。”维拉罗尔指出,“我们在乌普萨拉大学的IT团队开发了一个科学网站,只需点击几下便可将不同图片整合在一起。解决问题有多种方式,只要能为我们提供数据就行。关键在于,对这个项目感兴趣的人可以到这个网站上来,将不同的图像进行比对。”
若美国海军天文台星表中的某个天体在现代的Pan-STARRS数据库中找不到与之对应的天体,研究人员便会展开进一步考察和确认。他们将分析该天体的形状、亮度等特征,弄清这究竟是个天体、还是感光底片上的一处瑕疵。
“你无法保证这不是底片上的瑕疵,”维拉罗尔指出,“但你可以做些测试,把最显而易见的可能性排除掉。然后你可以去找找其它星图,比如斯隆数字巡天任务(SDSS)等等,看看该天体在其中有没有留下什么蛛丝马迹。根据具体的发现结果,你可以判定出不同类型的候选天体。”
该团队还将这些候选天体与欧空局盖亚探测器收集的数据进行了对比。目前,该探测器正在忙着收集银河系中超过10亿颗恒星的精确数据。
候选天体
目前,这项调查任务已经找到了800多颗明显“失踪”的恒星,其中许多还需展开进一步调查。虽然目前还没有找到维拉罗尔理想中的天体(一颗存在了很久、一直很稳定、却突然消失了的恒星),但许多恒星本身也颇有引人注目之处。
“我们发现了许多短期瞬变现象,可能一张照片上有,下一张又没了。我们发现的天体中,绝大部分都属于这一类。我们对这些短期瞬变现象展开研究后发现,它们似乎并不是M型红矮星发出的耀斑,也并非超新星爆发,这两种可能性都可以排除掉。”
其它可能性不大的选项还包括变星、激变变星、新星(即双星系统中的白矮星表面发生喷发的现象)等等。该团队发现的这些瞬变源附近都没有已知变星,并且新星系统中的伴星应当有微弱的亮度才对,不可能完全看不见。
“有一种可能性是,它们也许是伽马射线暴或快速射线暴留下的‘余辉’。”维拉罗尔提出。我们对这些高能爆发事件的源头仍然所知甚少,但科学家普遍认为,随着这类事件输出的能量逐渐衰减,过程中应该会经历一段短暂的可视期。
“根据预测,这类射线爆发现象的亮度可达到8至10级,但在短短几分钟内便会迅速黯淡下来。我们用大型望远镜观察其所在位置时,也看不到任何痕迹。当然,对于已经筛选出的800个候选天体,我们还有许多工作要做。这些天体肯定是五花八门,各种类型都有。”
假如在这800个候选天体中,真的有一颗符合维拉罗尔期待的、正在消失的恒星,那么我们对此该作何解释呢?
这颗恒星也许是一颗所谓的“失败超新星”。这类恒星极为庞大,并且其内核由于质量过大,会坍缩成一个黑洞,自内而外地将恒星的剩余部分吞噬殆尽,这样就不会留下任何可见的残留物了。
不过,维拉罗尔认为这种情况发生的可能性并不大。据她计算,这类事件在银河系中每隔三个世纪才会发生一次,因此VASCO项目不大可能刚好碰上一次。
还有一种脑洞大开的设想:这些消失的恒星其实是巨大的外星飞船,因此它们并不是消失了,而是飞到了别处。
就目前而言,我们还很难想象出还有什么天然过程可以导致恒星消失。除非某个候选行星拥有相关特征、可供我们研究,否则我们也很难推测出这一过程中究竟涉及到了何种全新的物理法则。不过,这又将我们引向了另一种可能性:这些看似不可能发生的天文事件是否能证明先进外星文明的存在呢?
随着望远镜的规模和敏感度不断提高,再加上计算能力的进步,天文学已经进入了“大数据”时代。许多地外智慧搜寻领域的科学家都指出,我们如今借助恒星等天体的反常行为发现外星文明的可能性比过去高了许多。
相关理论认为,当文明发展到足够先进时,便会开始研发恒星工程,导致恒星外观有所改变。科学家假想中的“戴森球”就是一个很好的例子:它由一系列围绕恒星转动的“发电站”构成,可以最高效地利用恒星能量。
科幻小说作家阿瑟·克拉克在他的三大定律中提出,“任何技术只要足够先进,都将与魔法无异”。如果我们无法用天然原因来解释恒星的消失,地外智慧也不失为一种可能性。
“从地外智慧的角度来看,我们发现的现象有好几种解释方式。”维拉罗尔指出,“它们可能是戴森球或其它结构,可能会定期开启或关闭,有时可能会朝我们的方向照射一段时间,甚至有些文明可能会彻底抛弃自己的恒星、扬长而去。”
就连该团队发现的红色瞬变事件也可以用“人为原因”来解释。“当然,我们还是会优先寻找天然的解释,目前我们还没有理由彻底排除这些可能性。但假如要用地外智慧来解释的话,我猜激光束也可以产生这类红色瞬变现象。”
虽然维拉罗尔暗示,他们已经从数据中发现了一些令人激动的现象,正在等待正式发布,但VASCO项目仍在持续向前推进。目前发现的大多数候选天体还需要展开进一步确认和分析,并且他们目前只考察了四分之一的天空。随着更多民间志愿科学家的加入、以及该团队正在与西班牙虚拟天文台合作研发的新型自动化技术的上线,该项目接下来的进度有望加快。
“除了‘失败超新星’假说外,我们还不知道有什么原因可以导致恒星消失。”维拉罗尔表示,“消失的恒星令我们十分感兴趣,因为我们从未在天然情境下观察到过这种现象。因此,‘寻找那些在我们看来不可能存在的事物’就是我们的核心原则。”(叶子)
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