北京
“牛頓說過，每一個作用力都有一個大小相等、方向相反的反作用力。”這句話，加州理工學(xué)院的研究員吉姆·富勒在最新的恒星死亡模型中又用了一遍。他發(fā)現(xiàn)，像太陽這樣中等個頭的恒星，在生命末期并不會安靜退場，而是會一邊走一邊“踢”——每一次向外胡亂噴出一團等離子體，自己就朝反方向彈一下。
這份研究把視線拉到了大約50億年后。太陽核心的氫耗盡后，會膨脹成一顆紅巨星，半徑一口氣擴大到現(xiàn)在的100倍左右，足以吞沒火星軌道以內(nèi)的所有巖石行星。地球當(dāng)然也在菜單上。等到外層物質(zhì)徹底散盡，剩下的就是一顆致密的白矮星。這個過程聽起來很壯烈，但比起大質(zhì)量恒星以超新星形式炸開的結(jié)局，確實已經(jīng)溫和多了。
不過，溫和不等于平靜。富勒的模型估算了一組數(shù)字：一顆恒星在成為白矮星之前，會經(jīng)歷大約1萬次這種細碎的“踢跶”，持續(xù)數(shù)十萬年。每一次，星體表面都會不對稱地拋出一團團物質(zhì)，推著恒星朝反方向輕微移動。他在聲明中這樣解釋：“在這個模型里，物質(zhì)團塊從膨脹星體表面不對稱地、混亂地噴射出來。每發(fā)生一次，恒星就會受到一個相反方向的小小沖擊。就像牛頓說的，每一個作用力都有一個大小相等、方向相反的反作用力。”
這些等離子體團的噴射方向完全隨機，但累積起來會讓紅巨星整體發(fā)生位移。數(shù)學(xué)家把這種行為稱為“隨機游走”——就像你反復(fù)拋硬幣決定往南走還是往北走，次數(shù)多了，回頭一看，人已經(jīng)不在原地了。富勒算出的游走速度大約是每小時3540公里。這個數(shù)字放在日常生活里快得離譜，可如果跟超新星爆發(fā)的沖擊相比，又慢得拿不出手。
在天文學(xué)圈子里，這個速度到底有多大影響，看法并不統(tǒng)一。研究合作者卡里姆·埃爾-巴德里此前發(fā)現(xiàn)，那些原本隔得很遠的雙星系統(tǒng)，只要其中一顆星走完了紅巨星到白矮星的轉(zhuǎn)變，這樣的“遠距離組合”就會少見很多。一種可能就是，紅巨星階段反復(fù)被踢，慢慢就把兩顆星之間松散的引力紐帶掙斷了。富勒的說法很直白：“如果雙星系統(tǒng)的軌道速度小于踢的速度，這些寬軌道雙星就會在引力上解綁。”
質(zhì)疑的一方會問：踢的速度不過每小時幾千公里，雙星繞轉(zhuǎn)的速度難道這么不抗揍？富勒的模型恰好給出了一個判斷門檻——當(dāng)軌道運動拼不過這股隨機推力，系統(tǒng)就會散架。換言之，“踢腿吐泡泡”雖然不如超新星爆破那樣轟轟烈烈，但它勝在次數(shù)多、時間長，最終能把一對恒星搭檔悄悄拆散。這個機制也解釋了為什么望遠鏡里很難看到那些“一顆紅巨星配一顆遙遠伴星”的場面。
還有一個更讓人好奇的推論：富勒認為，在某些情況下，紅巨星受到的沖擊足以讓它像彈球一樣朝伴星撞去。他把這個稱作“彈球效應(yīng)”。目前天文學(xué)家還沒有直接拍到這種撞擊的實錘畫面，但如果模型是對的，就意味著未來觀測中可能會捕捉到紅巨星突然加速、軌道偏移的異常信號。換句話說，恒星臨死前不光會踢自己，還可能沖著同伴一頭撞上去。
把所有這些拼在一起，富勒的工作像是在給恒星寫臨終行為檔案：中等質(zhì)量恒星不用爆炸也能在空間里躥來躥去，關(guān)鍵在于表面物質(zhì)噴發(fā)的不對稱性。1萬次小踢腿、每小時3540公里的漫步速度、遠距雙星解綁的門檻條件，再加上尚未觀測到的彈球撞擊，這幾個要素串起來，就把一顆垂死恒星的“好動癥”說清楚了。這跟教科書上那句“外層膨脹后安靜消散”的畫面很不一樣——原來安靜只是錯覺，內(nèi)部已經(jīng)亂成一鍋粥了。
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