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紅巨星
恒星燃燒到后期經(jīng)歷的階段
當(dāng)一顆恒星度過它漫長(zhǎng)的青壯年期——主序星階段，步入老年期時(shí)，它將首先變?yōu)橐活w紅巨星。紅巨星是恒星燃燒到后期所經(jīng)歷的一個(gè)較短的不穩(wěn)定階段，根據(jù)恒星質(zhì)量的不同，歷時(shí)只有數(shù)百萬年不等，這與恒星幾十億年甚至上百億年的穩(wěn)定期相比是非常短暫的。紅巨星時(shí)期的恒星表面溫度相對(duì)很低，但極為明亮，因?yàn)樗鼈兊捏w積非常巨大。在赫羅圖上，紅巨星是巨大的非主序星，光譜屬于K或M型。之所以被稱為紅巨星是因?yàn)榭雌饋淼念伾羌t的，體積又很巨大的緣故。金牛座的畢宿五和牧夫座的大角星是紅巨星，獵戶座的參宿四則是紅超巨星。
介紹
恒星依靠其內(nèi)部的熱核聚變而熊熊燃燒著。核聚變的結(jié)果，是把每四個(gè)氫原子核結(jié)合成一個(gè)氦原子核，并釋放出大量的原子能，形成輻射壓。處于主星序階段的恒星，核聚變主要在它的中心（核心）部分發(fā)生，輻射壓與它自身收縮的引力相平衡，恒星內(nèi)部氫的燃燒消耗極快，中心形成氦核并且不斷增大。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氦核周圍的氫越來越少，中心核產(chǎn)生的能量已經(jīng)不足以維持其輻射，于是平衡被打破，引力占了上風(fēng)，有著氦核和氫外殼的恒星在引力作用下收縮坍塌，使其密度、壓強(qiáng)和溫度都急劇升高，氫的燃燒向氦核周圍的一個(gè)殼層里推進(jìn)。這以后恒星演化的過程是：內(nèi)核收縮、外殼膨脹——燃燒殼層內(nèi)部的氦核向內(nèi)收縮并變熱，而其恒星外殼則向外膨脹并不斷變冷，表面溫度大大降低。這個(gè)過程僅僅持續(xù)數(shù)十萬年，這顆恒星在迅速膨脹中變?yōu)榧t巨星。氦聚變最后的結(jié)局，是在中心形成一顆白矮星。
分類特征
演化
質(zhì)量在太陽的9至40倍之間的恒星，在耗盡了核心的氫燃料之后，燃燒將會(huì)移至核心外圍的氫氣層。因?yàn)槎栊缘暮ず吮旧頉]有能源，便因?yàn)橹亓Χ湛s并被加熱，在上面的氫也會(huì)跟著一起收縮，因此融合的速度會(huì)增加，產(chǎn)生更多的能量，導(dǎo)致恒星變得更為明亮(比原來亮1,000～10,000倍)并且使體積膨脹。體積膨脹的程度超過發(fā)光能力的增加，因此表面的有效溫度下降。表面溫度的下降使得恒星的顏色傾向紅色，因此稱為紅巨星。理論上，恒星光譜從A至K的主序星會(huì)演化成為紅巨星及紅超巨星，而O與B型的恒星會(huì)成為藍(lán)超巨星（與紅巨星演化有很多不同處）。
對(duì)質(zhì)量小于2.5倍太陽的恒星而言，氦核心需要持續(xù)收縮以對(duì)抗越來越多的核心的氦積聚，對(duì)抗重力的唯有電子簡(jiǎn)并壓力。所以，當(dāng)溫度上升到～1億度的點(diǎn)燃溫度時(shí)，早已是類似“白矮星”一般的簡(jiǎn)并態(tài)致密核。這樣的氦燃燒無法及時(shí)通過熱膨脹把能量傳輸出去，就會(huì)出現(xiàn)熱失控的氦閃，大約在1分鐘內(nèi)，氦核的大部分都聚變?yōu)樘己耍ㄒ约昂罄m(xù)的氧核），并向恒星外層傳輸出巨量的能量，導(dǎo)致恒星突然性變亮，并持續(xù)一個(gè)短周期。然后，核心又不再產(chǎn)生能量，外層的氫在較淺的位置上以較復(fù)雜的方式繼續(xù)聚變成氦。恒星核心再次緩慢積聚氦，較長(zhǎng)的一段時(shí)間后，類似的氦閃又在富含碳-氧內(nèi)核外的氦包層中再次發(fā)生。這時(shí)的恒星就位于赫羅圖上的漸近巨星分支上，每次氦閃后，從一個(gè)紅巨星分支進(jìn)入另一個(gè)分支。
如何定義
紅巨星是一種演化晚期的恒星，廣義上包括氫燃燒以后離開主星序的所有的大光度的恒星。它們位于赫羅圖的右方或右上方，屬于巨星支或超巨星支，通常這些巨星支或超巨星支的恒星大部分是體積和光度均很大的K型星和M型星，因而是光色發(fā)紅的低溫恒星，故稱為紅巨星，一部分則為
O型和B型的藍(lán)巨星或藍(lán)白巨星，還有一些為亞巨星支的G、F、A型黃巨星或黃白巨星、白巨星，這類天體的一部分靠近主序的是剛剛從主序移出不久的主序后恒星，另一些則是演化過程中的處于某一階段的形式，在這一星族中，存在很多型的變星，如造父變星、天琴座RR型變星等，除此之外，一些處于演化早期的恒星也出現(xiàn)在這一區(qū)域中，如金牛座的T型星等，但這一類的恒星周圍常有彌漫的氣體云，而一般的紅巨星則沒有，這是兩者現(xiàn)象的一個(gè)不同之處。各類質(zhì)量的恒星轉(zhuǎn)化為紅巨星的現(xiàn)象是不同的，對(duì)于質(zhì)量較小的恒星（小于太陽質(zhì)量的一半），氫耗盡后中心發(fā)生十分緩慢的收縮，最終在未引起氦燃燒以前就處于簡(jiǎn)并態(tài)的電子氣的平衡態(tài)，因而收縮就會(huì)停止，而外殼則稍稍向外膨脹一下，即失去了可見光譜的輻射能力，轉(zhuǎn)化為核心物質(zhì)周圍的冷的星云，核心部分外層剩余的氫由于不足以支持星體的輻射而逐漸熄滅，逐漸向簡(jiǎn)并態(tài)電子氣平衡的核心收縮。星體核心物質(zhì)轉(zhuǎn)化為一顆白矮星而消亡，質(zhì)量更大一些的、在太陽質(zhì)量1.8—2.2倍以下的恒星，氫耗盡以后核心也收縮為電子氣的簡(jiǎn)并態(tài)平衡狀態(tài)，由于外層的氫燃燒產(chǎn)生的氦不斷加入，氦核心質(zhì)量不斷增大，因而緩慢向內(nèi)收縮，當(dāng)中心的氦核心質(zhì)量增大到0.45個(gè)太陽質(zhì)量時(shí)，氦核心收縮的溫度使氦被點(diǎn)燃，核心物質(zhì)在簡(jiǎn)并態(tài)電子氣平衡的條件下發(fā)生核燃燒，產(chǎn)生的熱量使氦核心發(fā)生膨脹，進(jìn)而恢復(fù)為電子氣的非兼并態(tài)，然后形成穩(wěn)定的核燃燒，質(zhì)量更大的恒星，內(nèi)部會(huì)在非簡(jiǎn)并態(tài)下直接發(fā)生核燃燒。
紅巨星
對(duì)于質(zhì)量在太陽1.5倍以下的恒星，它在赫羅圖上的移動(dòng)軌跡是一條底部略有曲折的斜向上的曲線，當(dāng)恒星移動(dòng)到這條曲線的頂端時(shí)，即發(fā)生氦燃燒，爾后，由于恒星物質(zhì)的熱逃逸，氦燃燒變得平穩(wěn)，光度下降，移至略向左傾斜一點(diǎn)的位置，處于長(zhǎng)期的停留狀態(tài)，而質(zhì)量在太陽1.5倍以上的恒星，在赫羅圖上的移動(dòng)曲線主要表現(xiàn)為一條水平的曲折的向上移動(dòng)的軌跡，對(duì)于質(zhì)量在太陽10倍以下的恒星，在移向赫羅圖右端時(shí)發(fā)生氦燃燒，質(zhì)量大于太陽10倍的恒星，在離開主序后的左端部位即發(fā)生氦燃燒，氦燃燒的結(jié)果是生成碳。
這個(gè)反應(yīng)通常稱為反應(yīng)，實(shí)際上是按照上面兩步進(jìn)行的，直接進(jìn)行反應(yīng)的幾率很小，由于生成的鈹是具有放射性的，只要在非常短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)重新分解為氦，所以第二步的反應(yīng)必須緊接著第一步的反應(yīng)很快地進(jìn)行，反應(yīng)才能完整地發(fā)生，這就要求星體內(nèi)部具有較高的密度和溫度，這和氫的燃燒大不相同了。恒星內(nèi)部的氦燃燒的時(shí)間比氫燃燒短得多，像太陽這樣的恒星可持續(xù)10億年，而質(zhì)量在太陽幾倍到幾十倍的恒星，就只有幾十萬年到幾千年，比主序星的壽命短得多，這就是為什么恒星大多分布集中在主序上的原因。
形成原因
恒星開始核反應(yīng)后在反抗引力的持久斗爭(zhēng)中，其主要武器就是核能。它的核心就是一
顆大核彈，在那里不斷地爆炸。正是因?yàn)檫@種核動(dòng)力能自我調(diào)節(jié)得幾乎精確地與引力平衡，恒星才能在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十億年的時(shí)間里保持穩(wěn)定。熱核反應(yīng)發(fā)生在極高溫度的原子核之間，因而涉及物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。在太陽這樣的恒星中心，溫度達(dá)到一千五百萬開氏度，壓強(qiáng)則為地球大氣壓的三千億倍。在這樣的條件下，不僅原子失去了所有電子而只剩下核，而且原子核的運(yùn)動(dòng)速度也是如此之高，以至于能夠克服電排斥力而結(jié)合起來，這就是核聚變。
紅巨星
恒星是在氫分子云的中心產(chǎn)生的，因而主要由氫組成。氫是最簡(jiǎn)單的化學(xué)元素，它的原子核就是一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子，還有一個(gè)帶負(fù)電荷的電子繞核旋轉(zhuǎn)。恒星內(nèi)部的溫度高到使所有電子都與質(zhì)子分離，而質(zhì)子就像氣體中的分子在所有方向上運(yùn)動(dòng)。由于同種電荷互相排斥，質(zhì)子就被一種電“盔甲”保護(hù)著，從而與其他質(zhì)子保持距離。但是，在年輕恒星核心的一千五百萬開氏度的高溫下，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)得如此之快，以至于當(dāng)它們相互碰撞時(shí)就能夠沖破“盔甲”而粘合在一起，而不是像橡皮球那樣再彈開。四個(gè)質(zhì)子聚合，就成為一個(gè)氦核。氦是宇宙中第二位最豐富的元素。氦核的質(zhì)量小于它賴以形成的四個(gè)質(zhì)子質(zhì)量之和。這個(gè)質(zhì)量差只是總質(zhì)量的千分之七，但是這一點(diǎn)質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成了巨大的能量。像太陽那樣的恒星有一個(gè)巨大的核，在那里每秒鐘有六億噸氫變成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈沖擊就能阻止引力收縮。
然而，“恒定”的演化歷程終將結(jié)束，當(dāng)所有的氫都變成了氦時(shí)，核心的火就沒有足夠的燃料來維持，恒星在主序階段的平靜日子就到了盡頭，大動(dòng)蕩的時(shí)期來到了。一旦燃料用光，熱核反應(yīng)的速率立即劇減，引力與輻射壓之間的平衡被打破了，引力占據(jù)了上風(fēng)。有著氦核和氫外殼的恒星，在自身的重力下開始收縮，壓強(qiáng)、密度和溫度都隨之升高，于是恒星外層尚未動(dòng)用過的氫開始燃燒，產(chǎn)生的結(jié)果是外殼開始膨脹，而核心在收縮。
在大約一億度的高溫下，恒星核心的氦原子核聚變成為碳原子核。每三個(gè)氦核聚變成一個(gè)碳核，碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核。這些新反應(yīng)的速度與緩慢的氫聚變完全不同。它們像閃電一樣快地突然起爆（氦閃耀），而使恒星不得不盡可能地相應(yīng)調(diào)整自己的結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷約一百萬年后，核能量的外流漸趨穩(wěn)定。此后的幾億年里，恒星處于暫時(shí)的平穩(wěn)，核區(qū)的氦在漸漸消耗，氫的燃燒越來越向更外層推進(jìn)。但是，調(diào)整是要付出代價(jià)的，這時(shí)的恒星將膨脹得極大，以使自己的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于光度的增大。它的體積將增大十億倍。這個(gè)過程中恒星的顏色會(huì)改變，因?yàn)槠渫鈱优c高溫的核心區(qū)相距很遠(yuǎn)，溫度就低了下來。這種狀態(tài)的恒星稱為紅巨星。
巨星真相
紅巨星衰亡時(shí)期外圍熾熱物質(zhì)膨脹范圍模型。以太陽系為參照，三個(gè)行星軌道從內(nèi)向外依次是地球、火星和木星。今天的全球變暖日益明顯，但是與天文學(xué)家從望遠(yuǎn)鏡設(shè)備中觀測(cè)的宇宙中恒星的高溫膨脹過程相比，簡(jiǎn)直就是小巫見大巫了。
通過國際天文學(xué)家合作研究發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)宇宙深處數(shù)顆衰老膨脹的恒星及其周邊環(huán)境的仔細(xì)觀測(cè)，進(jìn)一步揭開宇宙中衰亡恒星——紅巨星的真實(shí)面目；研究結(jié)果使我們可以清晰的預(yù)見數(shù)十億年后地球末日來臨時(shí)的情景：我們賴以生存的地球最終將面臨高溫?zé)霟岬臒o情吞噬。因?yàn)榻?jīng)過天文學(xué)家測(cè)算，恒星在衰亡時(shí)將向外不斷膨脹，到那時(shí)候曾給予地球溫暖陽光的太陽最終也會(huì)把地球徹底烤干。
此次天文學(xué)家對(duì)所觀測(cè)的獵戶座一等星參宿四(Betelgeuse)和大火(Antares)均屬于米拉級(jí)恒星，是紅巨星中體積最大的一類衰亡恒星，由于其體積異常龐大有時(shí)也會(huì)被稱為紅超巨星。科學(xué)解釋認(rèn)為在這類米拉級(jí)恒星星體中，供給其熱核反應(yīng)堆能量的氫元素已經(jīng)基本耗盡，此時(shí)這種衰亡恒星便會(huì)不斷向外圍膨脹，其擴(kuò)張范圍的直徑將大大超出地球繞日軌道。而且中心的老恒星會(huì)像心臟一樣有規(guī)律地膨脹和收縮，這種規(guī)律性搏動(dòng)周期大約僅需一年左右時(shí)間便可完成一次。
據(jù)法國巴黎天文臺(tái)的研究人員蓋伊－佩蘭介紹，當(dāng)?shù)奶栐跀?shù)十億年后也進(jìn)入到這一階段，屆時(shí)其周邊溫度將急劇升高。預(yù)計(jì)隨著恒星的規(guī)律性搏動(dòng)，地球表面溫度最高將可能達(dá)到3000攝氏度。“這一直接的后果就是，地球上的生命將消失殆盡。”佩蘭博士說：“只不過好在這是數(shù)十億年以后的事了。”此次天文學(xué)家在研究工作中將數(shù)臺(tái)大型望遠(yuǎn)鏡組合起來，形成了一個(gè)高效的超大型天文觀測(cè)體系，利用干涉測(cè)量技術(shù)，首次清晰地觀測(cè)到了恒星表面以外的光球?qū)訁^(qū)域。此次研究中的近紅外觀測(cè)數(shù)據(jù)均來自美國亞利桑那州史密森天體物理天文臺(tái)。天文學(xué)家介紹稱：“每經(jīng)歷一次規(guī)律性搏動(dòng)過程，這些紅巨星便會(huì)失去部分質(zhì)量，形成大量的星級(jí)介質(zhì)。”根據(jù)佩蘭博士的解釋認(rèn)為，實(shí)際測(cè)算顯示出每當(dāng)這些衰老恒星膨脹收縮一次，就會(huì)有相當(dāng)于三分之一個(gè)地球那么多的物質(zhì)被拋射到宇宙星際空間中，屆時(shí)我們將看到異常美麗的星云擴(kuò)散場(chǎng)面。不過到目前為止，科學(xué)家們還不清楚具體是什么原因產(chǎn)生這一奇異過程。佩蘭博士說：“現(xiàn)在的觀點(diǎn)認(rèn)為，這種擴(kuò)張收縮過程使得恒星物質(zhì)漂浮出星體表面，并形成了宇宙塵埃，同時(shí)在恒星發(fā)出像風(fēng)一樣的光熱輻射作用下遠(yuǎn)離星體，被吹向廣袤宇宙空間中。”
在此次最新研究中發(fā)現(xiàn)，就在這種恒星輻射風(fēng)的后面，還存在著一層由水汽和一氧化碳物質(zhì)層，這一氣體層遠(yuǎn)離恒星表面并將星體團(tuán)團(tuán)圍住。這使得研究人員感到異常困惑，因?yàn)楣饪?/span>大氣壓力的作用還不足以能支撐這一又高又厚的物質(zhì)層。佩蘭和他的研究小組認(rèn)為，很可能恒星離子在其中起到了一定作用。同時(shí)此次天文學(xué)家還通過研究進(jìn)一步核實(shí)了米拉級(jí)恒星的直徑大小，他們認(rèn)為此類紅巨星其表層直徑比早先認(rèn)為的要小，大于只有原先預(yù)計(jì)的70%左右。以太陽系作為參照，其恒星表層直徑大約在火星繞日軌道(大于地球繞日軌道)范圍左右；而最新發(fā)現(xiàn)的水汽和一氧化碳混合層則遠(yuǎn)離恒星表層，其與恒星中心點(diǎn)距離大約相當(dāng)于太陽系中火星木星之間的小行星帶軌道半徑距離。
此次研究小組美國成員，來自亞利桑那州圖桑市的美國國家光學(xué)天文臺(tái)的斯蒂芬－瑞基韋表示：“此次的發(fā)現(xiàn)解決了以往對(duì)米拉級(jí)恒星體積大小的爭(zhēng)論，同時(shí)也進(jìn)一步描述出恒星衰老搏動(dòng)的過程及其組成物質(zhì)，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于其它恒星也將非常適用。”
到此為止我們可以最終得出這樣的結(jié)論：當(dāng)我們的太陽衰老膨脹時(shí)，地球?qū)⒈粡氐淄淌刹⒆罱K蒸發(fā)干凈，同時(shí)緊挨地球的火星最終也將面臨被燒焦的厄運(yùn)。如今所剩下的問題之一就是，像有些科學(xué)家推測(cè)的那樣，地球上的生命跡象到底是終結(jié)于極度干旱呢，還是被最終被熾熱的太陽膨脹物吞噬后來個(gè)徹底的“油炸”呢！
恒星
質(zhì)量很低的紅矮星（<0.5個(gè)太陽質(zhì)量）只有對(duì)流層，恒星處于完全對(duì)流狀態(tài)，恒星的元素豐度基本各處相同。由于核心的溫度本來就不是很高，而且質(zhì)量太小，整個(gè)恒星無需過于收縮以頂住引力。所以這些恒星即使到了晚期氫豐度不是很高的情況下，也不能通過收縮讓累積在核心的氦達(dá)到核聚變的溫度，既使用盡了氫也不能成為紅巨星。由于它們的主序星階段生命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于我們宇宙的年齡，這類恒星的演化僅是理論上的，并無觀測(cè)實(shí)例。
質(zhì)量極高的O、B型星（25個(gè)太陽質(zhì)量以上），其主序星階段就位于赫羅圖的左上角頂端，屬于藍(lán)巨星甚至藍(lán)超巨星。它們將一直在赫羅圖的最上方水平移動(dòng)，氦融合開始后可能成為高光度藍(lán)變星，也可能成為沃爾夫-拉葉星。接著它們就以Ⅱ型或Ⅰb、Ⅰc型超新星爆發(fā)結(jié)束其短暫的生命。
太陽
大約在50億年后，太陽將成為紅巨星，經(jīng)過科學(xué)家們的計(jì)算，屆時(shí)太陽將變得異常巨大，內(nèi)側(cè)行星。然而，太陽的引力也會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量的減少而減弱，因此火星和所有的外行星，都會(huì)往外移。在這時(shí)候水星，甚至連金星都會(huì)被太陽吞噬掉。地球的命運(yùn)不是很清楚。要是沒有潮汐力的話，那地球的軌道就會(huì)往外逃到差不多1.3到1.7天文單位。但研究發(fā)現(xiàn)因?yàn)榈厍蚝吞栍谐毕Γ厍蜻€是會(huì)被太陽的外氣層吞噬掉。可是在此之前，當(dāng)太陽的氫耗盡時(shí)，地球的生物圈將會(huì)被破壞，額外增加的太陽能也將造成地球海洋的蒸發(fā)。過30億年以后，地球的表面將變得如同金星一般高熱。再40億年以后，地球的空氣已經(jīng)往外太空逸散掉了，最后地球變成焦黑的行星。
天文發(fā)現(xiàn)
體積縮小
有研究發(fā)現(xiàn)，位于獵戶星座的紅巨星參宿四15年間體積竟縮小了15%，但天文學(xué)家無法解釋縮小之謎。參宿四是迄今（2012年）天文學(xué)家在宇宙中觀測(cè)到的十顆最明亮的恒星之一，它是天文學(xué)家熟悉的天文觀測(cè)目標(biāo)，也是天文學(xué)家首次觀測(cè)到的超大質(zhì)量恒星，這顆紅巨星是哈勃望遠(yuǎn)鏡可以觀測(cè)到的清晰圓盤狀恒星，這是哈勃望遠(yuǎn)鏡能夠拍攝到表面狀態(tài)的第一顆恒星。
碳元素
2012年8月22
日，奧地利維也納大學(xué)發(fā)表公報(bào)說，該大學(xué)天文研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，一顆紅巨星被類似煤煙物質(zhì)構(gòu)成的云層所包裹。研究人員借助歐洲南方天文臺(tái)的甚大天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)這顆名為“R Fornacis”的紅巨星時(shí)發(fā)現(xiàn)，它被類似煤煙灰塵構(gòu)成的云層所包裹。由于紅巨星表面溫度低，碳元素豐富，因此可能出現(xiàn)復(fù)雜的碳?xì)浠衔?/a>和固體物質(zhì)塵埃。這些物質(zhì)有可能形成適合生命的行星。
紅巨星
太陽演化
2012年8月，國際天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)紅巨星將內(nèi)側(cè)軌道天體吞沒的證據(jù)，暗示50億年后的太陽也會(huì)將地球摧毀。大約在50到75億年后，足以吞噬掉（2012年）太陽系里，包括地球、火星以內(nèi)的內(nèi)側(cè)行星。最終水星，金星，火星甚至連地球都會(huì)被太陽吞噬掉。
CWLeo
CW Leo，它是一顆類太陽恒星，誕生時(shí)其質(zhì)量為太陽的4-7倍，但經(jīng)歷了極大的質(zhì)量流失后，它的質(zhì)量是太陽的1.2倍，距離地球僅490光年，是最鄰近地球的紅巨星之一。當(dāng)前它正在膨脹向太空釋放質(zhì)量進(jìn)入生命末期。恒星在膨脹過程中將輕微地向外散失灰塵，直到觀測(cè)到它以恒定流量釋放質(zhì)量，形成平滑的膨脹灰塵氣體層，看上去猶如一圈圈清晰的樹木年輪。
在過去十年里，天文學(xué)家所觀測(cè)到的CW Leo恒星是不同的。美國紐約大學(xué)的帕特里克-哈金斯(Patrick Huggins)說：“這是距離地球最近，持續(xù)噴射損耗質(zhì)量的恒星。”
哈金斯和法國蒙比利埃大學(xué)的尼古拉斯-莫隆(Nicolas Mauron)意外發(fā)現(xiàn)環(huán)繞CW Leo恒星的灰塵層形成一個(gè)花生外形，且?guī)в型S灰塵弧(局部球形殼體)向外膨脹，膨脹范圍距離恒星為地日距離的25000倍。依據(jù)這顆恒星的膨脹比率，可相應(yīng)地追溯觀測(cè)到該恒星8000年前的歷史。
迪森稱，CW Leo恒星至少環(huán)繞著十幾個(gè)灰塵弧，它們的厚度和位置表明該恒星與鄰近灰塵弧外殼的距離發(fā)生著變化。那些巨大恒星并不是以恒定比率損失質(zhì)量，它們處于波動(dòng)狀態(tài)。有時(shí)恒星損失質(zhì)量從極地周圍，有時(shí)從赤道周圍。
類似樹木年輪的灰塵弧可揭示其形成時(shí)間，恒星膨脹向外釋放的灰塵殼暗示該過程中形成灰塵弧。恒星噴射灰塵弧之間的間距大約相隔500-1700年。迪森稱，恒星表面的溫度變化可能使灰塵在較寒冷區(qū)域壓縮，然后再向外膨脹。
迪森指出，其它紅巨星可能也形成類似年輪的灰塵弧，但由于距離地球過于遙遠(yuǎn)難以詳細(xì)地觀測(cè)到它們的灰塵弧。發(fā)射的赫歇爾太空望遠(yuǎn)鏡或許未來能觀測(cè)到更多的類似現(xiàn)象。
迪森認(rèn)為應(yīng)該是這樣的。她說：“在未來50億年里，太陽將膨脹成為一顆紅巨星，相應(yīng)地也將出現(xiàn)類似壯觀的太空現(xiàn)象。令人遺憾的是，我們不可能測(cè)量分析太陽的年輪，在太陽演變?yōu)榧t巨星的過程中，地球?qū)⒈惶査淌伞！?/span>
紅巨星死亡階段
據(jù)國外媒體報(bào)道，近日，由各國天文學(xué)家組成的科研團(tuán)隊(duì)利用阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡（ALMA）觀測(cè)到在距離地球3400光年外，一顆名為L(zhǎng)L Pegasi的紅巨星及其伴星周圍氣體的螺旋形態(tài)。加州大學(xué)洛杉磯分校物理與天文學(xué)教授Mark Morris表示，我們觀測(cè)到的這一壯觀景象實(shí)為一顆垂死紅巨星的最后死亡階段，以風(fēng)的形式釋放出大量氣體。在將觀測(cè)結(jié)果與計(jì)算機(jī)模擬相比較之后，天文學(xué)家們認(rèn)為該系統(tǒng)周圍的氣體形態(tài)是由高度橢圓軌道造成的。
Morris表示，由于質(zhì)量大量流失的紅巨星的軌道運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成風(fēng)的冷分子氣體就像花園噴灑器噴射出的水流一樣從恒星上噴射而出。ALMA，這個(gè)功能強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡由包括美國在內(nèi)的諸多國家共同管理使用，能夠測(cè)量到極短波長(zhǎng)的無線電輻射。
利用這個(gè)獨(dú)特的設(shè)備，科學(xué)家們得以創(chuàng)建出LL Pegasi噴射出的分子氣體的3D圖像，以及由伴星所引起的螺旋形態(tài)。該圖像體現(xiàn)了螺旋模式的許多完整演化過程，這為科學(xué)家們研究超過5000年的雙星系統(tǒng)提供了大量信息。Morris表示，這個(gè)罕見的系統(tǒng)為我們了解當(dāng)恒星損失了大量質(zhì)量時(shí)，這樣的系統(tǒng)是如何演變的提供了新視角。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
