來源:hao123百家號 時間:2022-03-10 11:48:43
此前美國的羅伯特C伯德綠岸射電望遠(yuǎn)鏡,在篩選宇宙信號時發(fā)現(xiàn)一個來自人馬座A的信號。此前“綠岸”也曾觀測到人馬座A頻繁地發(fā)射信號,但基本都是沒有規(guī)律的電磁波。
而這一次監(jiān)測到的信號則具有穩(wěn)定的波長,這讓科學(xué)家們大為振奮,因為這很有可能是外星文明發(fā)出的信號。
綠岸射電望遠(yuǎn)鏡是目前世界上最大的移動射電望遠(yuǎn)鏡,直徑達(dá)110米,大約可達(dá)43層樓高。但是要分析人馬座A的這個信號,還具有一定的局限性。于是科學(xué)家們決定求助“中國天眼”。
“中國天眼”對這一信號進(jìn)行一系列分析后,證明這個信號,以及此前人馬座A頻繁傳來的信號,其實都與外星文明無關(guān)。
作為世界上最大的移動射電望遠(yuǎn)鏡,為何還需要向“中國天眼”求助?人馬座A頻繁發(fā)出的信號又是什么?這次的信號可以讓我們了解到什么宇宙信息?接下來我們需要對這些問題一一解答。
為何向“中國天眼”求助?
在“中國天眼”研制并正式使用前,美國的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡自1963到2016年一直是世界上最大的單孔徑望遠(yuǎn)鏡,其直徑可達(dá)350米。但是在2020年,這個射電望遠(yuǎn)鏡卻轟然坍塌,已不能再使用。
而“中國天眼”自2020年正式投入使用后,便成為了世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡,其直徑可達(dá)500米。巨大的反射面大約有30個足球場那么大,其反射面積也是世界上第二射電望遠(yuǎn)鏡(阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡)的2.5倍。
因此在綠岸射電望遠(yuǎn)鏡無法分析這個宇宙信號時,“中國天眼”就是他們最好的選擇。
來自人馬座A的宇宙信號
要分析人馬座A的宇宙信號,我們首先要對人馬座A有一定認(rèn)識。
人馬座A
人馬座A是位于銀河系中心的一個具有高亮度和高密度的無線電波源,直徑可以大約30,000,000千米,表面溫度可達(dá)8000℃。它的質(zhì)量是太陽的410萬倍,并且每隔30分鐘就會有一次“閃光”,因此人馬座A發(fā)出的信號一般都很強(qiáng)烈,才會被射電望遠(yuǎn)鏡接收到。
此外科學(xué)家在觀測中發(fā)現(xiàn)人馬座A中存在一個巨大的黑洞,這個黑洞大約距離我們2.6萬光年,可能是離我們最近的特大質(zhì)量黑洞,很適合用來研究黑洞物理。
人馬座A分為東西兩星,大約在3.5萬-10萬年前,發(fā)生過一次超新星爆炸,其爆炸的遺跡就位于東星。而西星則圍繞著許多電離氣體,其形成的巨大拱星盤將西星包圍,這些極有可能產(chǎn)生于東星的超新星爆炸。
根據(jù)推測,由于人馬座A的密度很高,它的自轉(zhuǎn)時間大約只有11分鐘。在其內(nèi)部應(yīng)該存在著一個中子星。而在中子星中有脈沖星,脈沖星可以發(fā)出大量的電磁波信號,這應(yīng)該就是地球經(jīng)常接收到人馬座A信號的原因。
而“中國天眼”經(jīng)過分析后得到的結(jié)論也是如此。
“中國天眼”的證明
一顆巨型恒星抵達(dá)生命終點時一般有兩個選擇,一個是成為黑洞,另一個則是可能成為中子星。根據(jù)天眼分析,這個信號并沒有發(fā)生在黑洞內(nèi)部,而是發(fā)生在它的周圍,也就是說,很有可能有另外一顆恒星正在衰亡。
而這顆恒星為了避免自己成為黑洞,便拋棄了自己大約10%的能量,這也就產(chǎn)生了大量的宇宙射線,其中伽馬射線的波長比較穩(wěn)定,這也是射電望遠(yuǎn)鏡接收到穩(wěn)定信號的原因。
雖然這一次接收到的信號證明與外星文明無關(guān),但是卻能讓人類能夠進(jìn)一步揭示恒星的一生,對我們研究恒星有更多的幫助。
接下來我們就來看看這次宇宙信號,讓我們了解到的更加直觀的恒星的一生。
恒星的一生
恒星的一生大致可以分為:誕生期-幼年期-成長期-成熟期-過渡期-衰亡期。下面我們來逐步了解恒星的每一個時期。
誕生期
恒星由星云相互碰撞形成,在這些星云中包含著一些氣體,這些氣體可以形成一個星球所需要的基本物質(zhì)。氣體中的粒子聚集后形成碎片,隨著這些碎片的相互碰撞,內(nèi)部便不斷坍塌,然后便形成了恒星的內(nèi)核。
由于恒星的內(nèi)核質(zhì)量比周圍物質(zhì)大,于是它又開始吸收周圍的星云來增加自己的體積和力量。當(dāng)這些星云被吸收得差不多時,便會進(jìn)入恒星的下一個時期——幼年期。
幼年期
在恒星的幼年期,一些離內(nèi)核較遠(yuǎn)的星云并不會被直接吸收,它們不斷地聚集并且也會圍繞半成形的恒星吸收原本的星云。在這一時期,恒星所處的環(huán)境十分混亂,星云也處于到處被吸收的階段。
等到中心的內(nèi)核吸收到足夠的星云時,便形成了最初的恒星系。而這些圍繞在恒星周圍的星云體也就慢慢形成了早期的行星。
成長期
幼年期的恒星慢慢進(jìn)入成長期,在星云中含有大量的氫,這些氫在恒星內(nèi)部進(jìn)行初期的核聚變,并向周圍的行星輻射出能量。由于這一時期,恒星還處于完善自身結(jié)構(gòu)的階段,且在幼年期時,星體的分配并不均勻,因此輻射出的能量并不穩(wěn)定。
當(dāng)恒星經(jīng)過一段時間的成長后,便可以穩(wěn)定地發(fā)射自己的能量,并慢慢地進(jìn)入成熟期。
成熟期
恒星的成熟期會經(jīng)過很長一段時間,大概是恒星一生中最長的階段,這一時期也被叫做主序星時期。在這一時期,恒星內(nèi)部的氫不斷進(jìn)行核聚變。不同質(zhì)量的恒星持續(xù)的時間并不相同,其中中型恒星,比如太陽,成熟期大約有一百億年。
而體型超大O型超巨星,其成熟期就只有幾百萬年。而對于體型更小的M型紅矮星,在主序星時期可以停留萬億年,在我們隔壁的“比鄰星”就屬于紅矮星。
過渡期
當(dāng)恒星內(nèi)部的氫反應(yīng)完成后,便會進(jìn)入過渡期。在這一時期,恒星會將自己表面的氫進(jìn)行燃燒,而內(nèi)部的氫也完全轉(zhuǎn)化為氦,此時恒星的質(zhì)量已經(jīng)比成熟期的恒星重了。
這時恒星形成的新氦核無法支撐這樣重的質(zhì)量,便會發(fā)生坍塌,其溫度會達(dá)到一個極值點,并且是恒星內(nèi)部發(fā)生氦聚變。
這一時期的恒星被稱作紅巨星,其輻射能量沒有成熟期穩(wěn)定,持續(xù)時間并不長,只有幾百萬年。
衰亡期
結(jié)束過渡期后,恒星已經(jīng)接近衰亡。這時它可能會根據(jù)恒星之前的質(zhì)量,呈現(xiàn)三種不同的形態(tài):白矮星、中子星和黑洞。
在這一時期,恒星內(nèi)部的氦會不斷進(jìn)行氦聚變,形成一個巨大質(zhì)量的內(nèi)核,然后原本的恒星無法承受便會發(fā)生爆炸。如果是中小型恒星,那么這個爆炸會直接將表面的物質(zhì)噴射到周圍形成新的星云,而剩下的一點則會在余溫散盡前成為一顆白矮星。
如果是一個質(zhì)量在八個太陽以上的恒星,其爆炸時會異常激烈,也被稱為超新星爆炸。在這個爆炸過程中產(chǎn)生的能量足夠讓內(nèi)核的物質(zhì)進(jìn)行新的反應(yīng),然后成為宇宙第二大密度的中子星。
當(dāng)中子星的密度達(dá)到1cm3/1億噸以上時,光從它旁邊經(jīng)過時會形成拋物線傳播。有一部分爆炸時攜帶大量能量的中子星,會發(fā)射出脈沖,這種中子星也被稱為脈沖星。
而另一種質(zhì)量巨大的恒星在超星星爆炸后,會形成黑洞,不過由于黑洞的密度比中子星還大,連光也無法從黑洞逃脫,因此很難被人類發(fā)現(xiàn)。
以上就是一顆恒星從誕生之初,到衰亡的整個過程。
人類對宇宙的認(rèn)知仍只是冰山一角
這一次從人馬座A觀測到的信號應(yīng)該就是中子星在形成時,發(fā)射出的大量射線的其中一段。所以這一信號并非是來自外星文明。
宇宙信號一直是人類探索外星文明的一個重要依據(jù),因此科學(xué)家會對一些相對穩(wěn)定的信號格外關(guān)注,并且聯(lián)想到外星文明。盡管射電望遠(yuǎn)鏡為我們觀測到了無數(shù)信號,但還是沒能找到有關(guān)外星文明的線索。
不過不管是否存在外星文明,人類對宇宙的探索也會繼續(xù),外星文明也只是人類認(rèn)識宇宙的一部分。
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