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3分钟带你了解“天文怪星”到底有多怪?


宇宙中有非常多的天体,不同的天体温度却不相同,一般情况同一个天体,它的温度基本稳定在一定的范围内。但是,有一种既很冷又很热的天体你听过吗?20世纪初中期,天文学家们就观测到一种奇怪的天体。从它的光谱中分析发现,它冷的一面温度仅仅有两三千度,而它热的一面达到几十万度。这到底是什么原因?为什么是冷热混合在一起?这些问题一直困扰着天文学界。


随后,因为这种星体的冷热共存性质,天文界称之为共生星。它是一种同时具有冷星光谱特征和高温星云光谱特征的复合光谱特殊天体。天文学家们已经发现了约100多个这种怪星,为了解开共生星的秘密,不少天文学家耗费了毕生的精力去研究。其中我国天文学家程茂兰先生就对共生星进行过很多的观测和研究,然而,半个世纪过去了,它的谜底仍然没有完全揭开。


有的天文学家提出了“单星”说,“单星”说认为这种共生星的中心是一个冷星,就犹如红巨星一样,而冷星之外是高温星云包裹着的。太文学家们研究过红巨星,结论表明,红巨星是一种密度较小的晚期恒星,但体积比太阳要大,红巨星表面温度只有两三千度,和共生星的温度类似,但是问题是星云包裹的高温从何而来呢?却一直无法解释。

我们知道,太阳表面温度只有6000度,而它周围的包层(也就是日冕)的温度却达到百万度以上,那能不能用类似日冕来解释共生星现象呢?答案是否定的。太阳日冕几乎没什么物质,而共生星的星云包层是含有物质的。也就是说用日冕来解释共生星之谜是不符合的。


另外一种观点认为,共生星是“双星”,确切地讲,共生星是由一个热的矮星和一个冷的红巨星组成的双星系统。但是,因为提出这种假说的时候,光学观测的分辨率不高,也没有更高明的其他观测手段,也就测不出双星系统中的共同质心的旋转现象,而双星系统的质心是判断是否为双星的最基本的特征。关于共生星的谜底揭露,在1981年天文界召开过一次讨论会,当然局限于当时的观测手段,也只是从理论上探讨了共生星现象的物理过程和演化问题。

随着时代的进步和科技的发展,观测的手段有了很大改善。运用了x射线、紫外线、红外线、可见光等先进技术先后对共生星进行了大量观测,积累了许多资料,才逐步揭开共生星之谜的帷幕。


不少资料显示,已经观测到共生星的公共质心运行的轨道运动,这有可以说是一大突破,但也不能就完全确定共生星是双星系统。最终从多方面的观测中发现了很多共生星的星云包层的结构图,而且都存在“双极流”现象,也就是从一个星的两个极区向外喷射物质。到今天,大多数天文学家都认为,共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星以及环绕在它们周圆的公共热星云包层组成,它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。


但是,双星说并不能作为最后的结论,因为迄今为止,仍然没有观测到共生星中的热星,只能说它极大可能就是双星系统。科学家们也只是从激发星云产生的高温间接论证可能存在热星,这也只是从观测资料进行的推断,并没有更直接的证据。目前天文学界一致认为,对热星本质的探索,将会是今后共生星研究的一个重点方向。如果能揭开共生星的面貌,将会对恒星的性质和演化提供重要的参考意义,也是对人类探索宇宙演变起到推动性的作用。

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