恒星的“還魂術”
1996年2月,一位日本天文愛好者在室外追蹤彗星時,突然發現一顆亮星出現在人馬座裏,像火炬一樣閃耀輝光。這位名叫櫻井的愛好者以為自己發現了新星,按照國際慣例,他立即向國際天文協會作了報告。
櫻井的發現很快在世界範圍內傳播開來,天文學家們紛紛把望遠鏡指向人馬座天空。的確,這是一顆新發現的星。在大西洋東北部群島上的望遠鏡很快看到了它,在美國得克薩斯天文台的大望遠鏡拍到了它的光譜,智利的望遠鏡也觀測到了。為了表彰櫻井的成績,國際天文協會將它被命名為“櫻井星”。
於是研究者紛至遝來,隨著研究的深入,櫻井星的新星資格出現了信任危機。新星是一種特殊天體,它的亮度隻在幾天內增加幾百倍到幾十萬倍,幾個星期後逐漸變暗,最後恢複如初。而櫻井星在幾個星期後依然光輝燦爛,耀眼閃光。兩年以後,天文學家還能在它周圍的微弱氣體中觀測到餘暉。分析表明,這是一顆溫度為60闐℃、大小與地球差不多的白矮星,它的光是由瀕臨死亡的星收縮產生的。
白矮星是體積小,光度暗,顏色白而帶藍的星,是恒星世界的“侏儒”。因為它白而小,所以叫它白矮星。它的直徑同我們地球差不多,質量卻有太陽那麽大,是一種密度很大的星。
白矮星收縮到地球大小時,突然膨脹開來,並且繼續膨脹下去,像正在充氣的氣球一樣,成為體積很大,腹內空空的紅巨星或紅超巨星。櫻井星在兩年內膨脹到100個太陽大小,成為星星世界的龐然大物。到1998年底變成一顆冷而亮的紅超巨星,直徑約有150個太陽直徑大。這時,它裏麵繼續收縮,外麵繼續膨脹,外殼與內核逐漸分離。膨脹的外殼變成雲霧狀的“行星狀星雲”,留在星雲中心的恒星內核經過一番“脫胎換骨”改造後,變成隱沒在它自己拋出的碎片和塵埃雲中的白矮星。.
櫻井星在星際塵埃中悄然“消失”後又複活了,並且踏上新的征途,演出一幕驚心動魄的“活報劇”:以每秒數百千米速度向空間吹出氣體。這出“戲”吸引了不少天文學家,他們一方麵用大望遠鏡觀看它精彩“表演”,一方麵探索它起死回生的“還魂術”。或許有人以為它是宇宙怪胎吧?其實,櫻井星絕不是浩瀚宇宙中稀有之物,而有它的“同誌加兄弟”。據天文學家估計,宇宙中約有20%的小質量恒星在走向自己墳塋的過程中可以運用“還魂術”起死回生。因為恒星是在核反應中“燃燒”自己體內的氫來維持生命,所以恒星的“還魂術”就是依靠對流過程把它周圍的氫“翻騰”到核心區域進行核反應。在這個反應過程中,生成物愈來愈重,因此這種星的周圍缺乏氫元素而富含重元素。目前在銀河係中,像這樣周圍缺乏氫的白矮星至少有5個,它們都在過去某些時候死而複生過。表麵上看,浩繁的銀河係中隻有5顆死而複生的星,數目並不多。其實,情況並非如此,隻是它們複活的時間短促,我們沒機會看到罷了。