手枪星
手枪星(手枪 Star)是银河系内已知最明亮的恒星之一,因其所处一个外形酷似手枪的星云中而得名。早期的报告指出它可能是极端明亮的恒星,发出的总光度大约为 1.6 × 10^6 L⊙,大约是海山二的 1/3。手枪星的质量也再次调低,为 27.5 倍太阳质量。手枪星在 20 秒内释放出的能量相当于太阳在一年中释出的能量总和,不同于一般的恒星,它们深受本身向外辐射出的光压强烈的影响。
高光度蓝变星
这颗恒星的名称得自他所照亮的手枪星云,它的位置接近银河系的中心,在天渊三的方向上,距离地球大约 8000 pc。它是在二十世纪九十年代初期使用哈勃空间望远镜以能贯穿尘埃的红外线观察发现的,如果没有被星际尘埃遮蔽的话,以裸眼观看到的手枪星将是颗 4 等星。
手枪星被认为在 4000 ~ 6000 年前的一次巨大爆发中抛出了大约 10 M⊙ 的物质,它实际的年龄和未来的演化还不能确定,但估计在未来的 10^6 ~ 3 × 10^6 年内将会成为一颗壮观的超新星或极超新星。有些天文学家猜想他的大质量也许和它所在的位置有关,也许在银河中心附近形成的恒星,比较倾向于产生大质量的恒星。
早期的报告指出它可能是极端明亮的恒星,质量达 27.5 M⊙。最新的研究结果表明,根据它的光谱计算,手枪星的质量在 28 M⊙ 左右,但是实际上可能会达到 86 ~ 92 M⊙,光度为 1.6 × 10^6 L⊙ 。手枪星在 20 s 内释放出的能量相当于太阳在一年中释出的能量总和,不同于一般的恒星,它们深受本身向外辐射出的光压强烈的影响。
这颗恒星的名称得自它所照亮的手枪星云,它的位置接近银河系的中心,在天渊三的方向上,距离地球大约 8000 pc。它是在十八世纪九十年代初期使用哈勃空间望远镜以能贯穿尘埃的红外线观察发现的,如果没有被星际尘埃遮蔽的话,以肉眼观看到的手枪星将是颗 4 等星。
因为手枪星位于银河中心附近,受银河盘面浓厚的尘气阻隔,由手枪星发出的可见光,每 10^9 个光子中只有 1 个可以抵达地球,因此难用可见光观测,必须用较不被尘气散射的长波来观测。
手枪星在初期被观测到时并不受瞩目。直到 1995 年 Figer 在其博士论文中推测,此星过去的喷发造成其周围的星云,而由哈勃空间望远镜在 1997 年证实其推论。
演化的极限
手枪星的发现,冲击现今公认的恒星形成理论。现有理论认为,原恒星(Protostar)在脱离母云之后,靠自身的重力、或来自周围环境给的刺激而收缩,直到中心温度够高时,开始产生核融合反应(若原恒星质量太小,无法靠自身的重力收缩,又无周围环境的刺激,就无法进一步收缩产生核反应,因此恒星有一样的形成质量下限。原恒星内部气体原有的热能及核反应产生的能量所造成的辐射压将阻止星球进一步收缩,质量越大的原恒星可产生的辐射压越大,若辐射压过大,则会撑散云气,使恒星无法稳定存在,因此,使恒星形成并稳定存在有一定的爱丁顿光度 上限(约为 150 M⊙)。这就是为什么天空中看到的星,其质量范围大多在 0.1 M☉ ~ 50 M☉之间的原因。而手枪星诞生时的质量约 100 M☉,显然接近了使恒星形成并稳定存在的质量上限!
如何解释此一现象?有些天文学家认为,此观测的解析度太低 (0.075" per pixel),尚不足以确定其中是否有第二颗星、第三颗星……。也有些天文学家认为,相对于太阳系附近,银河中心附近复杂的环境,很容易造成异常的恒星生成与演化。事实上,在手枪星的消息发布之前,也曾在银河中心附近观测到数颗高质量的恒星,如:位于人马臂 的海山二,其质量估计高达 120 ~ 200 M☉。
银河中心附近密度高,有紊流(Turbulent),星团之间容易因碰撞而产生恒星,此处诞生的恒星由向内的重力、周围环境提供的压力,及向外的各种压力达成平衡,使恒星稳定存在。与一般情况不同的是,多了周围环境提供的压力,因此此处允许较大质量的星存在,也有一些大质量星生成后很快死亡,形成超新星,这些较大质量的星处于稳定存在的边缘,只要有一些些微的变化,如星球内部核反应骤变,即可能破坏此平衡,而使星球喷出大量物质后,在回到平衡状态,并形成环绕其周围的星云。有人认为手枪星是一种由大质量的主序星过渡到沃尔夫·拉叶星(一种被认为是失去外层的大质量的后主序星,post main sequence star)的短命星,同时手枪星也是这类星中,第七颗在本星系中被发现的。
除了手枪星之外来还有几颗被认为是"特别明亮"的恒星,在改进了观测技术之后都被降级了。银河系内被证实为迄今为止观测到的最明亮恒星的是海山二(船底座Ⅹ η),它诞生时的质量大约是 200 M⊙。我们的银河系内可能有 10 到 100 颗质量超过海山二的恒星,但是因为可见光的观测受到星际尘埃的遮蔽,它们大概只能在红外线的波长下被天文学家观测到。
未来演化
手枪星被认为在 4000 ~ 6000 年前的一次巨大爆发中抛出了约 10 M⊙ 的物质,它的恒星风强度相当于太阳的 10^10 倍。它实际的年龄和未来的演化还不能确定,但估计在未来的 10^6 ~ 3×10^6 年内将会成为一颗壮观的超新星或极超新星。
特性
它是使用哈勃空间望远镜以能贯穿尘埃的红外线观察发现的,如果没有被星际尘埃遮蔽的话,以裸眼观看到的手枪星将是颗 4 等星。
质量估测
这类大质量恒星的质量测定很困难,手枪星的质量仅仅是 27.5 M⊙。但这仅是根据光谱型估计的值,十分粗略。从光度来看,28 M⊙的恒星根本无法释放出百万倍于太阳的能量。它的实际质量可能达到 86 ~ 92 M⊙。光度与手枪星类似的恒星,例如海山二,天鹅座 OB2-12,都是大质量的超巨星。因此手枪星的质量应该更有可能是旧的估值,即 150 M⊙。但是实际上手枪星诞生时质量约为 100 M⊙,所以旧估值可能是错误的。手枪星周围存在大量的星云物质,表明它已抛出了大量的质量,这也暗示了手枪星在主序星阶段的质量远比目前观测大得多,可能达 100 M⊙ 甚至更高。
明亮的恒星
除了手枪星之外,近几年来还有几颗被认为是"特别明亮"的恒星,在改进了观测技术之后都被降级了。被证实为最明亮恒星的是 R136a1,它诞生时的质量大约为 320 M⊙。
R136a1 惊人的体重也受到科学家质疑。美国联合通讯社说,在非常遥远的太空,即便高精度的望远镜有时也难以判断发现的究竟是一个“巨无霸”,还是一对距离非常近的双子星。
加利福尼亚州大学天文学家马克 · 克鲁姆霍尔茨就质疑说,R136a1 可能是双子星。亚利桑那州洛厄尔天文台天文学家菲利普 · 马西还指出,克劳瑟等人运用科学模型推算星体质量,而模型本身不一定百分百准确。
参考资料
能耗最大的恒星,太阳18天释放的能量,它只需一秒钟.网易.2024-09-06