飞马座IK(红特超巨星)
· 描述:一颗即将爆发的特超巨星
· 身份:飞马座的一颗红特超巨星,距离地球约150光年
· 关键事实:已进入演化末期,体积极度膨胀,是银河系内未来超新星爆发的重要候选体。
飞马座IK:夜空中的“红色倒计时”(第一篇幅·膨胀的宇宙气球)
智利阿塔卡马沙漠的午夜,欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)穹顶缓缓打开,星光如银色瀑布倾泻进观测室。我裹着加厚的防寒服,盯着控制台上跳动的CCD图像——飞马座方向那个代号“飞马座IK”的光斑,此刻正像被吹胀的气球般缓缓扩张,边缘泛着诡异的橙红色。“快看光度曲线!”同事卢卡斯突然拍了下桌子,咖啡杯在控制台磕出轻响,“过去三个月,它的亮度涨了30%,比上次观测时大了整整一圈!”
屏幕上,代表飞马座IK的光斑占据了三个像素点,而三个月前还只是一个模糊的斑点。这颗距离地球150光年的红特超巨星,像宇宙派来的“倒计时使者”,用膨胀的身躯和渐强的光芒,无声宣告着恒星晚年的疯狂。它不像太阳那样规整,也不像超新星爆发那样瞬间绚烂,而是以一种“慢性自杀”的姿态,将外层物质一片片抛向太空,仿佛在为最终的“谢幕”排练。而我,作为2023年参与飞马座IK专项观测的天文学家,将用这个故事,带你走进它的“膨胀现场”,看这颗“宇宙气球”如何在演化末期的引力与辐射中挣扎,又如何用150光年的距离,提醒人类恒星死亡的迫近。
一、“红灯笼”的异常:从“普通巨星”到“膨胀怪物”
飞马座IK的故事,始于2018年的一次常规巡天。那时它还只是星表上一个不起眼的红超巨星,编号HD ,亮度在夜空中排不进前一百,像无数颗老年恒星一样“低调”。直到2020年,智利拉斯坎帕纳斯天文台的2.5米杜邦望远镜捕捉到它的“呼吸异常”——光度曲线像哮喘病人的胸膛般起伏,每隔半年就会突然增亮20%,又缓慢回落。
“这不是普通脉动,”项目负责人埃琳娜教授在组会上敲着桌子,“红超巨星的脉动周期通常是几年,它半年一变,说明内部结构出了问题。”我们立刻启动了“多波段联动观测”:用VLT的光谱仪分析它的元素组成,用哈勃太空望远镜拍它的表面结构,用射电望远镜监听它的物质抛射。结果令人震惊:它的直径已达太阳的1500倍(相当于从太阳到木星的距离),表面温度却只有3500℃(太阳的60%),像个烧红的巨大,外层大气正以每秒20公里的速度向外膨胀。
“它不再是红超巨星,是红特超巨星!”埃琳娜教授宣布,“质量至少是太阳的20倍,已经进入演化末期,随时可能爆发。”
二、“宇宙气球”的膨胀:恒星晚年的“自杀式呼吸”
飞马座IK的“膨胀”不是匀速的,而是一场“失控的呼吸”。它的外层大气像被扎破的气球,气体团块一波波涌向太空,在恒星周围形成巨大的“物质云”,用哈勃望远镜看去,像给红灯笼套了层毛边。
1. “呼吸”的节奏:半年一次的“胀气”
2022年,我们用VLT的SPHERE自适应光学系统拍到了它的“呼吸”细节:表面有几个巨大的对流胞(类似太阳黑子),每个直径都超过地球轨道。这些对流胞像“气泵”,把核心的辐射能带到表面,加热气体后向外推。“每六个月,一个对流胞就会‘撑破’,释放巨量气体,”参与分析的博士后米娅指着模拟动画,“气体团在恒星引力下减速,形成一个‘膨胀环’,这就是亮度突然增加的原因。”
这种“胀气”让飞马座IK的直径在半年内增加10%,相当于每年“长胖”两个木星大小。如果把它放在太阳系中心,它的边缘早已越过土星轨道,水星、金星、地球、火星都被它吞入腹中——当然,现实中它距离地球150光年,这些只是想象的数字,却足以让人后背发凉。
2. “抛洒”的艺术:恒星的“物质遗产”
膨胀的不只是体积,还有它的“脾气”。飞马座IK的外层大气正以每年百万分之三太阳质量的速度抛向太空,这些气体富含碳、氧、氮等元素——都是恒星一生核聚变的“遗产”。“这像老人分家产,”卢卡斯比喻,“它把外层的‘家具’(气体)分给宇宙,只留核心的‘保险箱’(铁核)等死。”
2023年,ALMA射电望远镜观测到它的抛射物质形成了一个直径5光年的“星云泡”,像宇宙中的肥皂泡,内壁反射着恒星的橙红光。泡内还藏着更细密的“纤维”,是早期抛射物质与星际气体碰撞的痕迹——证明它至少已经“抛洒”了10万年,像一个持续漏气的气球,慢慢瘪下去。
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