红巨星 蓝色超巨星为何会改变亮度,星震如何揭示巨星的脉搏?

在TESS(过境太空探测卫星)和开普勒太空望远镜的任务开始之前,因为客观条件和观测物体本身的局限性,科学家们很难看到蓝色超巨星这样的存在。因为它们不仅本身就很短暂,并且在仅存续的这几百万年时间里,一旦燃料耗尽就会发生爆炸,然后形成超新星,它们也因此成为了宇宙中罕见的存在类型。
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蓝色超巨星为何会改变亮度
科学家们通过一项新的研究表明,蓝色超巨星这种罕见又质量超大的恒星,会因为其表面的波浪破坏而改变亮度。这样的行为是研究人员在模型中预测的,虽然没有人直接观察到它。这种恒星类型是非常罕见的,这项研究也符合之前的预测,我们表面所看到的波浪,正是来自恒星内部。研究人员还表示,这也是星震学的一次飞跃,更是研究星震或恒星内部混响的研究领域。
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星震和地球地震有何不同
科学家们研究星震的过程,就像地质学家们通过震波研究内部结构一样,天体物理学家则可以通过X射线,来研究那些遥远的中子星结构,这样的爆炸就像是大锤敲击了中子星,然后中子星像钟一样产生了回响。中子星的地质构造,包括一个超流体内核和一个坚硬的外壳,虽然具体的结构研究人员们目前尚不清楚。比如,在核里面是否包括被称为奇异夸克的外来粒子?星震则给我们提供了了解的机会。
中子星在重力的吸引下,会在其表面形成10到100米厚的堆积层。这个堆积层的主要构成则是氦,在压力和温度的作用力,这个堆积层发生了核聚变。因为氦聚变形成了碳或者其他重物质,然后释放出了强烈的X射线和大量能量。这种爆炸,在中子星上通常每天都会发生几次,虽然每次可能只是持续了几秒钟的时间。当巨大星球的核燃料燃烧耗尽之后,它发生了坍塌,而后在自身重力的影响下,一个密度很高的中子星或一个密度更高的黑洞就这样形成了。
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通过波浪解答恒星的信息
根据科学家们的预测,并通过最新的观测证实了一件事,那就是:两种不同类型的波浪,可以为我们解答关于这颗恒星的不同信息。类似于在海滩上破碎的波浪,是那些在地表破裂的信息。塔玛拉罗杰斯是英国纽卡斯尔大学的天体物理学家,也是持续存在的驻波研究报告的共同作者,她表示,这样的现象和地球上的地震非常相似。
红巨星|蓝色超巨星为何会改变亮度,星震如何揭示巨星的脉搏?】科学家们可以根据这些信息,开始了解恒星的移动和旋转是如何进行的,甚至包括其内部深处所发生的物理和化学,以及恒星核心。当然,我们现在所预测到的这些波浪模式,直到现在,它都还只是在模拟可能发生的那些事。如果,可以看到它并证明它,那么,这对于我们地球上的每一个人而言,都是一个令人难以置信的时刻呢。
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星震如何揭示巨星的脉搏
通过开普勒望远镜的观测,科学家们测量了它们的恒星,捕捉到了红色巨星的脉动,恒星颤动的深度可以直达恒星的核心。这帮助科学家们将巨大不同类型的红巨星区分开来,解决了之前它们看起来几乎完全相同的难题,这对揭示太阳的未来和银河系历史都有很大的帮助。原则上,当红巨人老化之后,它们应该开始在核心中燃烧氦气,但这样的变化很大程度上是无法从外部看到的。
红巨星的等待恒星膨胀的命运,就像我们的太阳,因为它们开始耗尽主要的燃料来源,即核心附近的氢气。为太阳供电的核聚变副产物氦,则会随着时间的推移积聚,然后迫使氢进入核心周围的壳体,从而让燃烧比之前更加猛烈。从现在开始大约50亿年,我们的太阳将会膨胀到当前大小的100倍以上,最后将自己变成一个红巨星。通过分析“星震”,研究人员发现了潜伏在这些红巨星心中的秘密差异。现在,研究人员将集体扫描红巨星,看看他们已经达到了什么阶段的进化,弄清楚银河系历史的细节。
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当蓝色超巨星发生爆炸之后
正如美国宇航局发布的插图那样,蓝色超巨星是巨大的,甚至长得比太阳大1000倍,科学家们发现,当一颗蓝色超巨星在超新星中爆炸时,它可以产生像夸克 - 胶子等离子体这样的奇异物质。当宇宙之中最大的恒星死亡,则可能形成奇异的物质状态,在宇宙大爆炸后的几分之一秒内,它们可能并不会出现。但这些事件却可能产生足够的能量,然后制造出一场破坏力极强的爆炸。

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