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天狼星是蓝巨星,寿命只有10亿年,如果天狼星超新星爆发,地球会怎样?

十万个为什么 空空 2024-3-21 10:03:39 3次浏览

关于问题天狼星是蓝巨星,寿命只有 10 亿年,如果天狼星超新星爆发,地球会怎样?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【优美生态环境保卫者】的最佳回答:

从地球上看,在夜晚晴朗的夜空中,我们一般都能看到几颗最为明亮的星星,其中最亮的当属金星,然后是木星,不过这两颗星星都是太阳系内的行星,由于距离地球很近,从上面反射的太阳光线,在还没有衰减多少后就到达了地球,因此从地球上看非常明亮。

天狼星系统

而在夜空中,真正意义上最亮的恒星,那就是天狼星了。天狼星实际上是一个双星系统,由天狼星 A 和 B 所构成,它们距离地球约为 8.6 光年,除了比邻星外,天狼星可以说是距离地球非常近的恒星了。

在天狼星双星系统中,天狼星 A 是一颗蓝矮星,质量大约为太阳的 2 倍多,直径是太阳的 1.7 倍,亮度要比太阳亮很多,达到太阳亮度的 23 倍。相对天狼星 A 来说,天狼星 B 就显得暗淡得多了,其质量和太阳相当、大小与地球相当,我们平常所说的天狼星,一般指的都是天狼星 A。两颗恒星的平均距离大约为 20 个天文单位,二者围绕它们共同的“质心”,大约每 50 年旋转一圈。

有人提出,天狼星既然距离地球非常近,而且寿命要比太阳短很多,如果在未来发生超新星爆炸,地球会不会受到影响?这个问题非常有意思,我们不妨简单分析一下。

超新星爆发的基本条件

提到超新星爆炸,指的是大质量恒星在生命末期阶段,由于内部核聚变逐渐变弱,恒星外部物质在自身重力作用下,发生剧烈的坍缩,在大量物质向内挤压的过程中,会极大提升恒星内核的压力和温度。

一方面会在恒星内部重启核聚变,另一方面这些核聚变属于不可控状态,强烈的不可控核聚变,会在某个特定时段迸发出强烈的能量,使恒星外部组成物质出现大规模的剥离,从而形成“爆炸”的产生,最终形成超新星爆发。大质量恒星在经历超新星爆发之后,其核心会继续发生坍缩现象,最终形成中子星甚至黑洞。

从上面超新星爆发的主要进程可以看出,并非是所有的恒星在生命末期都会产生超新星爆发,而只有大质量的恒星才可以,天文学家们认为,只有质量达到太阳的 8 倍以上的这部分恒星,在演化的后期才有可能发生超新星爆发,因此,对于天狼星来说,其质量还远远达不到这个标准,是不可能自发地产生超新星爆发这种现象的。

Ia 型超新星爆发

为什么这里我提到“自发”这个字眼呢?这主要是说明,如果单纯依靠天狼星 A 或者 B 自身的力量,是不会形成超新星爆发的。但是,这里面有一个“意外”的情况,那就是 Ia 型超新星爆发。

所谓 Ia 型超新星爆发,是专门针对白矮星来说的,指的是白矮星通过撕扯、吸收其伴星的物质,从而增加自身的质量,最终达到相应的爆发极限,最终形成的一种超新星爆发的情况。

由于这种类型的超新星爆发,其释放的能量很大,在宇宙空间中所形成的亮度极高,而且会呈现一定的周期性变化,科学家们只要测出 la 型超新星在地球上的观测亮度,同时测量确定出这种超新星的亮度随着时间而变化的曲线,另外再结合所在星系的红移数值,我们就能推导出刚刚爆发这种超新星爆发所在星系距离地球有多远了。正因为这种特性和应用,Ia 型超新星爆发,被天文学家们誉为宇宙中的“标准烛光”。

在天狼星系统中,恰好有一颗白矮星,即从地球上看很不起眼的天狼星 B,一旦在未来某个时期,有其他星体靠近它,由于它强大的引力,当靠近到一定程度以后,就会撕扯并吞并这个星体,即使是比它大很多的天狼星 A 也不能幸免。

假如天狼星 A 非常靠近天狼星 B,天狼星 B 吞噬的物质质量加上本身的质量超过 1.44 倍太阳质量(钱德拉塞卡极限)后,天狼星 B 这颗白矮星将会向着中子星方向迅速发展,在此过程中,在很短的时间内就会激发出强烈的核聚变反应,向外界释放巨大的能量,从而将恒星组成物质大量抛洒在宇宙空间中,形成壮观的超新星爆发。

对地球会有影响吗?

假如这种情况发生,对地球来说绝对不是什么好事。因为 Ia 型超新星爆发之时,超新星所表现出来的亮度,可以达到太阳的 50 亿倍,大量的激波、高能粒子将以非常快的速度向外界扩散,由于地球距离天狼星很近,几年之后这样的高能粒子和强大能量就会到达地球,地球上的生态系统、各种生物都不可以抵挡住这种冲击,整个地球将会被“烤干”,大气层也将不复存在。

不过,我们应该看到,在正常情况下,天狼星 A 和天狼星 B 的距离有 30 亿公里之遥,它们以相互环线的方式作稳定的运行,基本上不可能出现相撞或者非常靠近的情况。而出现 Ia 型超新星爆发的情况,只能等到天狼星 A 进入生命末期,即红巨星阶段之后,大量恒星外围物质被抛射到更远的轨道上,形成新的星云团,这些星云团如果飘散到天狼星 B 附近时,才有可能被天狼星 B 所吸收,最终有条件达到钱德拉塞卡极限,从而诱发超新星爆炸。

而要等到这种情况的出现,估计也得到 10 亿年之后,在这样一个漫长的过程中,天狼星和太阳系的相对位置或许已经发生了重大变化,说不定地球上的人类,也早已经寻找到了其他宜居星球,一切都充满了变数,现在考虑这个问题就没有什么意义了。

【2】、来自网友【时空通讯】的最佳回答:

我们看到的天狼星是天狼星 A,是天上最亮的恒星,也是全天第三亮星,除了金星、木星就是它最亮。

天狼星是个双星系统,由天狼星 A、B 两颗星组成。其中 A 星质量为太阳的 2 倍多一点,直径约太阳的 1.7 倍,亮度约太阳的 23 倍;B 星是一颗白矮星,质量相当于太阳,但体积只有地球大小,而且亮度很低。

天狼星凭它们两颗星的质量,都不可能对太阳系造成威胁,因为它们都达不到超新星爆发的条件。即使有威胁,一些人会认为肯定是那颗又大又亮的,其实恰恰相反,倒是那颗小的白矮星对地球有一定的威胁。

天狼星距离我们 8.6 光年。这应该是很近的恒星了,如果发生超新星大爆炸,将对我们地球生态产生毁灭性打击。那么它们会不会发生超新星大爆炸呢?

我们来看看发生超新星大爆炸的条件:一般来说只有当恒星质量超过太阳 8 倍以上时,演化后期才有可能发生超新星大爆炸。这两颗星都没有达到这个界限。

但超新星大爆炸还有一种形式,就是白矮星通过撕扯吸收伴星物质达到一定极限的爆发,这种爆发被称为 la 型超新星。

天狼星这个双星系统就有这样一个条件,由一颗恒星,一颗白矮星组成。这两颗星围绕着一个太空虚无质点旋转,50 年为一个周期,两星相隔平均距离为 20AU,也就是 30 亿公里。

白矮星是一种极端的天体,引力重力极大,当一般的恒星天体靠近它时,白矮星就会撕扯吞噬恒星物质。

白矮星有一个质量极限,也就是所谓“钱德拉塞卡极限”,这个理论规定当白矮星质量超过太阳的 1.44 倍时,就会继续坍缩成一个中子星。

白矮星蜕变成中子星的过程是,白矮星吸积达到临界点超过 1%时,在几秒钟内会引发自身很大部分物质发生核聚变,从而释放出巨大的能量,导致超新星爆发。

这种爆发产生的激波以每秒高达 9000~20000 公里的速度扩散,相当光速的 3~6%,发出比太阳亮 50 亿倍的光芒,如果这束高能激波正好扫过地球,地球生态将难以幸免。

白矮星这种 la 型超新星爆发有两种可能,一种是两颗白矮星相撞,一种就是吸取伴星物质超过钱德拉塞卡极限。而天狼星双星系统符合后面这种条件。

像太阳这样的质量的恒星死亡时会变成红巨星,红巨星膨胀一般会达到恒星原半径的 200~300 倍。天狼星 A 半径是太阳的 1.7 倍,太阳半径为 69.6 万公里,天狼星 A 则为 118.3 万公里,膨胀可达在 3.5 亿公里左右。天狼星 A、B 两星距离有 30 亿公里,因此 B 星还是难以大量吸积,

不过红巨星后期,组成恒星大部分质量的外围物质会慢慢飘散到太空,成为新的再生星云,这些物质飘散到天狼星 B 的附近,就会被这颗白矮星吸积,就有超过钱德拉塞卡极限发生超新星爆炸的可能性存在。

还有它们之间的运行轨迹会不会由于引力摄动发生变化,越靠越近呢?

现在的观测证明,天狼星正在向我们靠近,在 6000 年后将会达到亮度顶峰,其后又会慢慢远离太阳系。而天狼星 A 的寿命比太阳短很多,只有不到 20 亿年。

但这个时间相对于人类历史已经是一个难以企及的年份了,所以,今后天狼星对人类的影响还充满了变数,现在任何担忧都是多余的。

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