但膨胀的外壳会冷却、变稀薄,导致恒星的有效温度下降,进而让辐射压减弱。此时,引力会重新占据上风,外壳开始收缩——这种“膨胀-收缩”的循环,会引发剧烈的物质抛射,甚至爆发。
2.3 LBV的“死亡预告”:核心坍缩的前奏
LBV的演化终点是核心坍缩超新星(Type II Supernova)。当核心的氦耗尽后,会依次点燃碳、氧、硅,直到形成铁核——铁的聚变需要吸收能量而非释放,因此核心无法再产生足够的压力抵抗引力。此时,核心会在几毫秒内坍缩成中子星或黑洞,外层物质被爆炸抛射,释放出相当于101? L☉的能量——足以照亮整个银河系。
三、船底座η的“伴侣”:密近双星的致命互动
船底座η不是孤星——它有一个伴星:一颗质量约30 M☉的蓝巨星(船底座η B)。这对双星的相互作用,是它不稳定的关键原因。
3.1 双星的发现:光谱中的“隐藏伙伴”
19世纪末,天文学家通过光谱分析发现,船底座η的光谱中存在伴星的谱线——这些谱线会随着时间周期性移动,说明它是一颗双星。后续观测证实,伴星(船底座η B)的质量约为30 M☉,半径是太阳的20倍,表面温度 K,属于B型蓝巨星。
3.2 轨道参数:5.5年的“死亡之舞”
船底座η与伴星的轨道周期约为5.5年,轨道半长轴约10天文单位(相当于太阳到土星的距离)。在轨道近日点(距离约2天文单位,相当于太阳到火星的距离),两颗星的引力会剧烈拉扯对方——伴星的潮汐力会“撕扯”船底座η的外壳,导致大量物质抛射。
3.3 双星的“协同死亡”:未来的引力波源
当船底座η最终爆发为超新星时,伴星会继续绕着爆炸后的残骸(中子星或黑洞)运行。如果中子星有高速自转,可能会产生引力波——这种时空涟漪能被未来的激光干涉空间天线(LISA)探测到,为我们揭示双星系统的终极命运。
四、19世纪的“大爆发”:宇宙级的“烟火表演”
船底座η最着名的事件,是19世纪的两次大爆发。这场爆发不仅改变了它的亮度,还塑造了我们今天看到的NGC 3372星云(船底座星云)。
4.1 第一次爆发(1838-1845):亮度超越天狼星
1838年,英国天文学家约翰·赫歇尔(John Herschel)——天王星发现者威廉·赫歇尔的儿子——在好望角天文台观测到船底座η的亮度在快速增加。到1843年,它的视星等达到-1等,超过了天狼星(-1.46等),成为南半球最亮的星。
赫歇尔用望远镜记录了爆发的全过程:船底座η周围形成了一个巨大的瓣状星云,直径约1光年,边缘因高速物质抛射(500-1000 km/s)而发光。他在日记中写道:“这颗恒星仿佛在‘呕吐’——它的物质被抛向太空,形成了一片壮丽的云。”
4.2 爆发的原因:双星触发的“外壳崩溃”
天文学家认为,1838年的爆发是双星相互作用的结果:当船底座η与伴星运行到近日点时,伴星的潮汐力拉扯它的外壳,导致原本就脆弱的外层结构崩溃,大量物质以高速抛射出去。
这次爆发抛射的物质质量约为10 M☉,相当于太阳质量的10倍。这些物质在引力作用下形成了船底座η星云(属于NGC 3372的一部分),至今仍在以几千公里每秒的速度膨胀。
4.3 第二次爆发(1880年代):余波未平
1880年代,船底座η又经历了一次较小爆发,视星等达到2等。这次爆发的规模更小,但持续时间长,抛射的物质形成了星云的内层结构——哈勃望远镜拍摄到的“钥匙孔星云”(Keyhole Nebula),就是这次爆发的遗迹。
五、“后爆发时代”的现状:逐渐苏醒的“睡狮”
19世纪的爆发后,船底座η的亮度逐渐下降,到1850年已降到6等,肉眼无法看到。但近年来,它的亮度又开始回升——天文学家意识到,这颗恒星并未“死去”,而是在为最终的超新星爆发积蓄能量。
5.1 现在的亮度:4-5等的“休眠者”
目前,船底座η的视星等约为4-5等,需要用双筒望远镜才能看到。哈勃望远镜的高级巡天相机(ACS)显示,它周围仍有一个巨大的物质云,直径约1光年,温度高达几千K——这是爆发留下的“余温”。
5.2 光谱监测:仍在抛射物质
通过光谱分析,天文学家发现船底座η仍在以每年10?? M☉的速率抛射物质。光谱中的Hα发射线(氢的电离线)宽度达到1000 km/s,说明物质抛射的速度依然很高——这颗恒星仍在“准备”最后的爆炸。
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