在一月份的寒冬時節(jié)，當夜幕緩緩籠罩大地，東南方地平線處悄然升起一顆明亮的星星。它散發(fā)著耀眼的藍白色光芒 ，亮度在夜空中僅次于金星和木星。這顆星，便是夜空中最明亮的恒星 —— 天狼星。那么，明亮的天狼星究竟隱藏著哪些秘密呢？讓我們一同走進天狼星的神秘世界。
尋找天狼星
1 月中旬天黑后，天狼星便從東方地平線升起。對于北半球的觀測者而言，想要找到天狼星并非難事，它通常位于南方天空較低的位置。我們可借助冬季大三角來尋覓天狼星的蹤跡。冬季大三角由三顆明亮的恒星組成一個近似等邊的巨大三角形，天狼星便是其中一個頂點，其余兩顆星分別為獵戶座的參宿四和小犬座的南河三 。這三顆星都極為明亮，而天狼星在其中亮度居首。所以，我們很容易辨認出冬季大三角，進而快速找到天狼星。
宇宙中的天狼星
天狼星距離地球約 8.6 光年，約合 81.37 萬億公里。在浩瀚無垠的宇宙中，這一距離使天狼星成為太陽非常近的鄰居，它是夜空中除南門二外，離地球第二近的肉眼可見恒星。此外，天狼星的光度約為太陽的 25.4 倍 。正是由于其較高的光度和相對較近的距離，才使得它成為夜晚最為明亮的恒星。
實際上，天狼星是一個雙星系統(tǒng)，由一顆藍矮星（天狼星 A）和一顆白矮星（天狼星 B）組成。我們平時看到的天狼星，其實是藍矮星天狼星 A。它的質量約為太陽的 2.063 倍，直徑約為太陽的 1.71 倍，即 238 萬公里，大約有 5 個太陽那么大，足以容納 650 萬個地球 。而且，天狼星的表面溫度遠高于太陽，約為 9670℃，光度更是太陽的 25.4 倍。光度指的是恒星每秒鐘輻射出的總能量，天狼星較高的表面溫度和光度，意味著它的引力更強，核聚變反應更為劇烈，釋放出的能量也更多。
天狼星 B 則是一顆白矮星，其質量約為太陽的 1.018 倍，直徑卻只有太陽的 0.0084 倍，約 11692 公里，甚至比地球的直徑還小一些 。天狼星 B 僅有地球大小，卻擁有與太陽相當?shù)馁|量，這相當于把太陽壓縮到地球那么大，其密度之高令人驚嘆。經(jīng)計算，天狼星 B 的平均密度高達 2400 噸 / 立方厘米，約為太陽平均密度的 172 萬倍 ！天狼星 B 的表面溫度高達 24700℃，但光度卻只有太陽的 5.6%。這意味著它在距離地球 3 光年時，才會成為一顆肉眼勉強可見的 6 等星。
天狼星 A 和天狼星 B 圍繞著一個共同的質心相互繞轉，公轉周期約為 50 年，兩者之間的平均距離約為 20 天文單位，與天王星到太陽的平均距離相近。對于兩顆恒星來說，這樣的距離是非常近的。
天狼星的前世今生
科學家研究認為，天狼星的年齡大約為 2.4 億年，正處于主序星階段。與太陽 46 億年的年齡相比，它顯得十分年輕。然而，恒星的年齡不能單純這樣比較，由于天狼星 A 的質量比太陽大，其演化速度比太陽快得多。盡管它年齡僅 2.4 億年，但科學家估計其生命進程已度過了四分之一，也就是說，它的主序星階段大約會持續(xù) 10 億年。
既然恒星質量越大，壽命越短，那么已經(jīng)是白矮星的天狼星 B，在 “活著” 的時候質量肯定更大?？茖W家估計，天狼星 B 剛誕生時，質量相當于 5 個太陽。大約 1.24 億年前，天狼星 B 走到了生命盡頭，先是膨脹成一顆紅巨星，接著坍縮成了白矮星。
大約在 7.6 億年后，天狼星 A 也將開始膨脹，進入紅巨星階段。在最后的幾萬年內，它的外層物質會被大量拋射到外太空，最終僅留下一顆熾熱的內核，天狼星 A 也將變成一顆白矮星。到那時，我們將再也無法看到如今這般明亮的天狼星。
來自天狼星的 “死亡威脅”？
前文提到，白矮星天狼星 B 的密度大得驚人，那么它會不會在自身引力作用下繼續(xù)坍縮呢？美籍印度裔天體物理學家研究認為，電子的簡并壓阻止了白矮星的進一步引力坍縮。不過，他也發(fā)現(xiàn)電子簡并壓對引力的抵抗能力是有限的。換句話說，白矮星存在一個質量上限，目前公認的結果是太陽質量的 1.44 倍，即著名的錢德拉塞卡極限。
那么問題來了，如果一顆白矮星的質量突破了錢德拉塞卡極限會怎樣呢？電子簡并壓將無法再支撐星體，白矮星會繼續(xù)坍縮，從而引發(fā)失控的熱核爆炸?？茖W家把這種熱核爆炸稱為 Ⅰa 型超新星爆發(fā)。
而 Ⅰa 型超新星爆發(fā)所需要的條件是有一個雙星系統(tǒng)，其中一個是白矮星，另一個是巨星。在這樣的雙星系統(tǒng)中，白矮星會吸取巨星上的物質（主要是氫） 。當白矮星的質量達到錢德拉塞卡極限，即 1.44 倍太陽質量時，就會引發(fā)核爆炸。這種猛烈的爆炸會將白矮星徹底炸碎。
顯然，天狼星就是這樣的恒星系統(tǒng)。10 億年后，天狼星 A 會變成一顆紅巨星，天狼星 B 便會從天狼星 A 那里吸取物質，當質量達到 1.44 倍太陽質量時，便可能發(fā)生 Ⅰa 型超新星爆發(fā)。況且，天狼星 B 是目前已知離我們最近的白矮星，也是已知質量最大的白矮星之一。倘若天狼星 B 真的發(fā)生 Ⅰa 型超新星爆發(fā)，會不會對地球造成影響呢？
Ⅰa 型超新星爆發(fā)
如果天狼星 B 真的發(fā)生 Ⅰa 型超新星爆發(fā)，8.6 光年的距離并非安全距離。屆時，我們會看到夜空中紅色的天狼星（那時天狼星 A 已變成紅巨星）會突然變亮。由于 Ⅰa 型超新星爆發(fā)的質量上限都是 1.44 倍太陽質量，因而其爆炸時釋放出的能量基本恒定。科學家已測出它們爆炸時的絕對星等約為 - 19.3。這意味著它的亮度會突然增加到現(xiàn)在的 2 億倍，太陽亮度的50億倍。即使隔著 8.6 光年的距離，它的視星等仍會達到驚人的 - 22.2。地球上的夜晚將瞬間如同白晝。強烈的可見光、紫外線以及其他射線抵達地球后，可能會導致地表和大氣溫度升高，從而迅速改變地球的氣候環(huán)境。即使這些只有這些預想到的變化，也會那時地球上的環(huán)境造成重大影響啊！
雖然天狼星 B 存在發(fā)生 Ⅰa 型超新星爆發(fā)的可能性，但就目前來看，這種風險非常低。并且，即便天狼星 B 發(fā)生爆炸，也是 10 億年后的事情了。在這漫長的時間里，地球上早已歷經(jīng)無數(shù)滄海桑田的變遷。所以，現(xiàn)在完全不必為此擔憂。你覺得呢？歡迎一起探討！
文章參考資料：《宇宙視覺史》，《宇宙奧德賽》《宇宙全書》，個人觀點，僅供參考！
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