第130章 螣蛇十二(1 / 2)

螣蛇十二 (恒星)

· 描述:一颗明亮的黄色巨星

· 身份:蛇夫座η星,一颗G型巨星,距离地球约88光年

· 关键事实:其亮度是太阳的60倍,可能拥有一个尘埃碎片盘。

螣蛇十二:88光年外的“中年恒星”(第一篇幅·初遇)

夏夜的紫金山顶,蝉鸣在林间织成网,我握着望远镜的调焦旋钮,将镜头对准蛇夫座那片熟悉的星区。屏幕上的星图里,一颗淡黄色光点静静闪烁——它不如天狼星耀眼,也不似织女星清冷,却像一颗被岁月磨亮的琥珀,在88光年外的宇宙中散发着温和的光。

“找到了,螣蛇十二。”我对着对讲机轻声说,身后的实习生小林凑过来,眼睛瞬间亮了,“就是那颗G型巨星?听说它的亮度是太阳的60倍,像个‘发福的中年人’?”

我笑着点头,指尖划过屏幕上的光谱图——那道代表氢元素的吸收线(波长656纳米)像一道浅淡的皱纹,刻在这颗恒星的“脸庞”上。“没错,蛇夫座η星,中国古代叫‘螣蛇十二’,现在正经历恒星一生中最‘热闹’的阶段:从稳重的壮年步入膨胀的老年,周围可能还绕着一圈‘建筑废料’——尘埃碎片盘,那是行星诞生的‘工地’。”

小林举起相机对准目镜:“拍下来肯定像梵高的《星月夜》,暖黄色的光晕里藏着宇宙的秘密。”

可不是么?这颗代号螣蛇十二的“中年恒星”,已在宇宙中燃烧了约50亿年——从地球生命诞生前的混沌,到恐龙漫步的白垩纪,再到人类仰望星空的此刻,它始终在蛇夫座的边缘静静旋转,用光谱讲述着恒星从“青涩”到“成熟”的蜕变。而人类发现它的故事,比它本身更曲折,像一首用星光写就的“宇宙成长诗”。

一、从“无名星”到“螣蛇十二”:两千年的命名之旅

螣蛇十二的故事,始于公元前3000年的古巴比伦星表。当时,天文学家在蛇夫座区域标记了一颗“亮度中等的黄色星”,称它为“Nirah”(意为“蛇的鳞片”),却不知这颗星将在两千年后,成为中国星官体系中的“螣蛇”一员。

1. 中国古代的“星官拼图”:蛇夫座里的“螣蛇”

在中国古代,天文学家将天空划分为三垣二十八宿,蛇夫座属于“北方玄武”七宿中的“危宿”。唐代《开元占经》记载,危宿附近有“螣蛇星官”,由22颗星组成,形如蜿蜒的蛇神。其中第十二颗星,便是我们今天说的螣蛇十二(蛇夫座η星)。

“古人观星像看地图,”南京大学天文系王教授常说,“螣蛇十二的位置正好在‘蛇腹’处,古人认为它象征‘龙的脊椎’,能通天地之气——现在我们知道,它不过是一颗正在膨胀的普通巨星,但古人的想象力比星光还璀璨。”

直到17世纪,西方天文学家用望远镜重新测绘星空,才发现“螣蛇十二”的真实身份:一颗光谱类型为G8III的黄色巨星,距离地球88光年,亮度是太阳的60倍。

2. 近代观测的“身份危机”:是巨星还是变星?

19世纪末,德国天文学家阿格兰德(Argender)在《波恩星表》中记录:螣蛇十二的亮度“偶尔会闪烁,像风中残烛”。这一描述引发了争议:它是脉动变星(亮度周期性变化),还是不规则变星(亮度随机波动)?

“当时我们用最原始的光度计观测,”王教授翻出1920年的观测日志,“记录显示它的亮度在1.7等到2.0等之间浮动,周期毫无规律——有人说它是‘生病的恒星’,有人说它周围有‘遮挡物’。”

直到1950年,美国天文学家乔伊斯·格林斯坦(Joyce Greenste)用帕洛玛天文台的施密特望远镜拍摄了它的光谱,才发现真相:亮度变化并非恒星本身的问题,而是它周围尘埃盘的遮挡——当尘埃颗粒在盘中旋转到地球与恒星之间时,会暂时“遮住”星光,造成亮度波动。

二、恒星的“中年发福”:从主序星到巨星的蜕变

要理解螣蛇十二的“中年状态”,得先认识恒星的“一生”。如果把恒星比作人,它的一生会经历“婴儿期”(原恒星)、“青年期”(主序星)、“中年期”(巨星)、“老年期”(白矮星/中子星/黑洞),而螣蛇十二正处于“中年期”的起点——一个从“稳重青年”向“膨胀老年”过渡的阶段。

1. 青年期:像太阳一样的“主序星”

约50亿年前,螣蛇十二还是一颗和太阳类似的主序星。它的核心在高温高压下聚变更氢为氦,释放的能量像“宇宙发动机”,让它在蛇夫座的星团中稳定燃烧,表面温度约5500℃(和太阳差不多),亮度是太阳的2倍,像一颗“精力充沛的青年”。

“主序星阶段是恒星的‘黄金时代’,”王教授指着模拟动画说,“太阳现在就在这个阶段,还能稳定燃烧50亿年——但螣蛇十二的质量比太阳大(约1.5倍太阳质量),‘燃料’消耗更快,所以更早步入中年。”

2. 中年发福:核心“燃料耗尽”引发的膨胀

约10亿年前,螣蛇十二的核心氢燃料耗尽。核心在引力作用下收缩、升温,触发外层氦聚变——氦原子核聚变成碳,释放的能量像往火炉里猛塞柴火,把外层气体“吹”得急剧膨胀。它从一颗直径140万公里(太阳的1倍)的“瘦子”,变成直径2800万公里(太阳的20倍)的“胖子”,表面温度降至4800℃(比太阳低),颜色从黄白色变成橙黄色,成为一颗G型巨星。

“这就像人到中年发福,”小林比喻道,“年轻时身材匀称,中年后肚子变大,皮肤也松弛了——螣蛇十二的‘肚子’是膨胀的气体层,‘松弛的皮肤’是温度降低的光球。”

膨胀的代价是亮度飙升:虽然表面温度降低,但巨大的表面积(是太阳的400倍)让总辐射量达到太阳的60倍,成为夜空中一颗“明亮的暖光灯”。

3. 中年的“烦恼”:恒星风的“脱发危机”

巨星阶段的螣蛇十二,还面临另一个问题:恒星风。它的外层气体因高温和高能辐射变得“躁动”,以每小时2000公里的速度向外抛射(太阳风的10倍),形成“恒星风”。这种“宇宙脱发”每年会让它损失约10??倍太阳质量的物质(相当于地球质量的300亿吨)。

“这就像人老了掉头发,”王教授说,“恒星风把螣蛇十二的外层‘头皮’吹走,露出多氦元素吸收线。”

三、尘埃盘的“秘密”:行星诞生的“建筑工地”

螣蛇十二最引人注目的特征,是它周围可能存在的尘埃碎片盘。1977年,荷兰天文学家用红外天文卫星(IRAS)观测时,在它周围发现了一个直径约100天文单位(相当于太阳到冥王星的距离)的红外 excess(额外辐射)——这是尘埃颗粒吸收恒星光后再辐射出的红外线,暗示着盘的存在。

1. 尘埃盘的“发现史”:从红外辐射到直接成像

IRAS卫星的发现只是“间接证据”。直到2009年,斯皮策太空望远镜的MIPS红外相机对准螣蛇十二,才拍到尘埃盘的直接图像:一个扁平的圆盘,内侧温度较高(约100℃),外侧降至-100℃,像太阳系早期的“原行星盘”。

“这盘里的尘埃颗粒大小不一,”主持观测的天文学家艾米丽(Eily)解释,“微米级的硅酸盐颗粒(像细沙)、毫米级的冰粒(像雪花),甚至厘米级的‘鹅卵石’——它们在引力作用下碰撞、黏合,慢慢长大成行星胚胎。”

2. 尘埃盘的“成分密码”:硅酸盐与冰的“混合沙拉”

光谱分析显示,螣蛇十二的尘埃盘成分与太阳系原行星盘相似:

内侧(距恒星<10天文单位):以硅酸盐颗粒为主(类似地球上的岩石),因温度过高,水和甲烷冰无法存在;

外侧(>10天文单位):硅酸盐与水冰、甲烷冰混合,像一盘“宇宙沙拉”,温度低到能让冰稳定存在。

“这暗示着盘内可能正在形成行星,”艾米丽说,“内侧的岩石颗粒可能聚集成类地行星(如地球),外侧的冰粒可能形成气态巨行星(如木星)——就像太阳系的重演。”

3. 尘埃盘的“动态平衡”:恒星风与引力的“拔河赛”

尘埃盘并非静止不动,而是在两种力量的拉扯下“跳舞”:

恒星风:像“宇宙吹风机”,把内侧尘埃颗粒向外推;

引力:螣蛇十二的引力像“宇宙磁铁”,试图把尘埃拉回身边。

当这两种力量平衡时,尘埃盘便保持稳定——内侧颗粒被推向外,外侧颗粒因距离远而“留守”,形成“内外分层”的结构。

四、88光年的“凝视”:我们能从螣蛇十二身上看到什么?

螣蛇十二距离地球仅88光年(在宇宙中堪称“隔壁邻居”),这让我们能清晰观测它的“中年状态”。通过哈勃太空望远镜、斯皮策望远镜和地面大型望远镜的接力观测,天文学家拼凑出了它的“生活细节”。

1. 亮度的“呼吸节奏”:尘埃盘的“遮挡游戏”

螣蛇十二的亮度变化(1.7等到2.0等),其实是尘埃盘的“遮挡游戏”。当盘内较大的尘埃团(直径>1毫米)旋转到地球与恒星之间时,会像“宇宙乌云”一样遮住部分星光,导致亮度下降;当尘埃团移开后,亮度恢复。

“这种变化没有固定周期,”小林指着观测数据说,“就像天上的云,飘来飘去全看心情——但平均每月会发生2-3次明显的亮度波动。”

2. 颜色的“微妙变化”:温度升降的“晴雨表”

螣蛇十二的颜色也并非一成不变。当它膨胀时,表面温度降低,颜色偏红;当它收缩时,温度升高,颜色偏黄。哈勃望远镜的紫外观测显示,它的色指数(B-V)在0.8到1.0之间波动——比太阳的0.65略红,像一颗“暖色调的灯泡”。

3. 与太阳系的“跨时空对话”

螣蛇十二的故事,像一面“宇宙镜子”,映照出太阳的未来:

50亿年后:太阳核心氢燃料耗尽,开始膨胀成红巨星,直径达到现在的200倍,吞噬水星、金星,地球表面被烤焦;

尘埃盘形成:太阳抛射外层气体,与星际介质中的尘埃混合,形成类似螣蛇十二的尘埃盘;

行星新生:盘内的尘埃颗粒碰撞聚集成新的行星,或许会有“第二代地球”在火星轨道附近诞生。

“我们可能永远看不到太阳的尘埃盘,”王教授说,“但螣蛇十二让我们提前看到了太阳的‘晚年生活’——它是一封来自未来的‘宇宙预告函’。”

五、探索者的“足迹”:从肉眼到太空望远镜的接力

螣蛇十二的“中年秘密”,是几代天文学家“接力解码”的结果。从古代的肉眼观测,到现代的太空望远镜,每一次突破都像“拆盲盒”,总能发现新的惊喜。

1. 古代天文学家的“肉眼素描”

在没有望远镜的年代,天文学家只能用肉眼记录螣蛇十二的亮度变化。中国古代《宋史·天文志》记载:“螣蛇十二星,色黄而明,时有微芒”——这可能是最早的“光度观测报告”。

“古人用‘微芒’形容亮度变化,其实对应现在的0.3等波动,”王教授说,“他们没有仪器,却能凭经验察觉到恒星的‘呼吸’,这种观察力比现代仪器还敏锐。”

2. 近代光谱学的“身份鉴定”

19世纪,光谱学的发展让天文学家能“看清”恒星的成分。1868年,英国天文学家诺曼·洛克耶(Noran Lockyer)用分光镜观测螣蛇十二,发现它的光谱中有钠元素吸收线(波长589纳米),与太阳光谱相似,确认它是“类太阳恒星”。

3. 太空望远镜的“高清画像”

20世纪以来,太空望远镜让观测突破了地球大气的干扰:

IRAS卫星(1983):首次发现尘埃盘的红外 excess;

哈勃望远镜(1990):拍摄到尘埃盘的边缘结构;