宇宙中存在著一種被稱為“超新星爆發”的高能事件,它們被稱為宇宙中最絢麗的焰火,也是已知宇宙中威力最大的爆炸,其在短時間內釋放出的能量,可以相當于太陽在其長達100億年的主序星階段所釋放出的總能量,甚至還可能更高,瞬間的亮度,更是可以照亮其所在的整個星系。
那么,在太陽系附近的區域中,是否存在著可能發生“超新星爆發”的恐怖天體呢?答案是肯定的,比如說在天空中位于獵戶座方向,距離地球只有640光年的“參宿四”(Betelgeuse),這顆恒星目前已經演化成了一顆紅超巨星,在不遠的未來,它就可能發生“超新星爆發”。
除此之外,在距離太陽系更近的位置上,還有一個經常被人類忽視的恐怖天體——“飛馬座IK B”(IK Pegasi B),盡管它不是像“參宿四”這樣大質量恒星,但它同樣也可能在未來發生“超新星爆發”。
“飛馬座IK B”在天空中位于飛馬座方向,距離我們大約150光年,是一顆白矮星。
這種天體其實是中等質量恒星消亡后留下的核心,其內部的核聚變反應已經停止,僅憑“電子簡并壓”來抗衡自身的重力,所以它們的密度非常,觀測數據表明,“飛馬座IK B”的體積與地球差不多大,質量卻是地球的38萬倍。
白矮星主要是由碳和氧構成,在足夠高的溫度,這兩種元素其實還可以發生核聚變反應。如果一顆白矮星能夠通過某種渠道從外部獲取到足夠的質量,以至于“電子簡并壓”無法抗衡其自身的重力,那么它的體積就會進一步的坍縮,其內部的溫度也會隨之迅速上升,進而導致構成白矮星的碳和氧發生核聚變。
由于白矮星上的物質都處于致密的簡并態,而這種狀態的物質的傳熱性能極強,因此一旦白矮星的內部發生核聚變,其產生的熱量就會以極高的速度在整顆星球上傳導,這會導致越來越多的碳和氧發生核聚變。
更多的核聚變又會產生更多的熱量,這樣就會使得整個星球的溫度急劇上升,而核聚變的反應速率又對溫度高度敏感,溫度上升了,反應速率也會急劇提升,隨著這個正反饋過程的持續,整顆星球在短時間內就會發生威力巨大的熱核爆炸,而這其實就是一種“超新星爆發”,即“Ia型超新星”。
從理論上來講,當一顆白矮星的質量增加到超過太陽質量的大約1.44倍的時候,“電子簡并壓”就無法抗衡其自身的重力,而“飛馬座IK B”的質量是地球的38萬倍,相當于太陽質量的1.15倍,也就是說,它只需要再增加0.29倍太陽質量,就會發生“超新星爆發”。
那么,白矮星可以通過什么渠道來從外部獲取到質量呢?一個常見渠道就是,其他的恒星。假如一顆白矮星的附近存在著一顆較為松散的恒星,那么在距離足夠近的情況下,它就會源源不斷地吸收這顆恒星的物質,并最終發生“超新星爆發”。
實際上,“飛馬座IK B”就有這樣的渠道,因為它其實是屬于一個雙星系統,該系統的另一顆恒星被稱為“飛馬座IK A”(IK Pegasi B)的恒星,其質量約為太陽的1.65倍,半徑約為太陽的1.47倍,與“飛馬座IK B”的平均距離大約為3100萬公里,比水星與太陽的距離還要近。
“飛馬座IK A”目前是一顆穩定的主序星,它核心的核聚變反應以氫核聚變為主,其自身引力足以對自身的物質形成有效束縛,所以即使距離只有3100萬公里,“飛馬座IK B”也不可能從它這里吸收到物質。但這樣的情況卻只是暫時的,因為當“飛馬座IK A”核心的氫耗盡之后,它就會結束自己的主序星階段,進而演化成一顆龐大的紅巨星。
根據科學家的估算,當“飛馬座IK A”演化成紅巨星的時候,其半徑將會暴漲到大約5億公里,這遠遠超過了它與“飛馬座IK B”之間平均距離,所以屆時的“飛馬座IK B”將運行在這顆紅巨星之內,看上去就像被其吞噬掉了一樣。
但這也只是“看上去”,因為紅巨星比白矮星要松散得多,所以實際情況卻是反過來的,屆時的“飛馬座IK B”會大肆地吞噬“飛馬座IK A”的物質,在這樣的情況下,它完全可以獲取到足以讓它發生“超新星爆發”的質量。
正是因為如此,“飛馬座IK B”才被認為是一個在未來很有可能發生“超新星爆發”的恐怖天體,那么問題就來了,既然如此,那為什么這個天體會經常被人類忽視呢?答案其實很簡單,那就是即使它在未來真的會發生“超新星爆發”,也需要極為漫長的時間。
正如前文所言,只有當“飛馬座IK A”演化成紅巨星的時候,“飛馬座IK B”才有可能發生“超新星爆發”,觀測數據表明,“飛馬座IK A”其實還比較“年輕”,其年齡最多也就是6億年,而從理論上來講,像“飛馬座IK A”這樣的中等質量恒星,其主序星階段卻可以長達20億年。
也就是說,在大約14億年之后,“飛馬座IK B”才有可能發生“超新星爆發”,所以現在的人類根本不必為此擔心。