海山二星

海山二星

海山二(Eta Carinae),西方稱為船底座η星,是一個質量非常高的亮藍變星,可能是一個雙星系統。質量約在太陽的150倍左右,亮度則約是太陽的500萬倍。距離地球7500光年。活動極不穩定,經常會發生特大的爆發,期間甚至其形狀也會由圓形變為啞鈴型。這張在1996年經由複雜的影像處理後所得的影像,可顯示出這顆淘氣恆星周圍雲氣的細微部分,其中包括兩個清楚的圓形突出部分,一個炙熱的中央區域,以及一些奇怪的輻射狀條紋。充滿著氣體與塵埃的兩個圓形突出部分,正吸收來自中央區域的藍光與紫外線。那些奇怪的輻射狀條紋至今仍然無法解釋。也或許是暗示我們船底座伊塔星將在何時爆炸。

基本信息

觀測資料

星座:船底座

赤經:10h 45m 03.6s

赤緯:-59° 41′ 04″

視星等 (V) :6.21 (-0.8–7.9)

基本特徵

光譜分類:Peculiar(B-V 色指數 0.61, U-B 色指數 -0.45 )

變星類型:亮藍變星、雙星或複合星

天體測定:徑向速度 (Rv) −25.0 km/s ,自行 (μ) RA: −7.6mas/yr、Dec.:1.0mas/yr

質量:100–150 M☉

半徑:80–180 R☉

亮度:5 × 106(bolometric) L☉

溫度:36–40,000 K

其他命名:Foramen, Tseen She, HR 4210, CD−59°2620, HD 93308, SAO 238429, WDS 10451-5941, IRAS 10431-5925, GC 14799, CCDM J10451-5941

恆星簡介

海山二是質量巨大的恆星中距離地球最近的一顆,距離太陽為7,500至8,000光年,因此天文學家可以得知許多該天體的詳細資訊。根據各種波段的數據,海山二確定是已知亮度最高的天體。  

海山二亮度可能已經接近愛丁頓光度的限制(甚至可能超過愛丁頓光度的限制),外部的輻射壓力幾乎強到可以抵銷重力。如果恆星的質量超過太陽的120倍的話,就超過愛丁頓光度的限制,它們的重力僅能勉強約束住輻射與氣體,並在不久的未來可能導致超新星與極超新星的現象發生。

補充資料:海山二星(EtaCar)是顆大質量的恆星。在過去的歷史中,海山二星有數次大幅增亮然後又變暗的記錄。在1843年4月的短暫期間,海山二星曾經是地球夜空中排行第二的亮星,亮度只輸給天狼星,雖然它的距離有7500光年,或者說是天狼星距離的800倍。天文學家認為海山二星在接下來的一百萬年內,很可能會發生超新星爆炸。此外,大質量的海山二星也是特超新星(hypernova)的可能候選天體,也就是說,它有可能是未來的伽瑪射線爆發源。1841年是海山二星有記錄的活動最高峰。期間亮度甚至比天狼星還要高,以至於人們在白天都可以看到這顆恆星。目前海山二星已經處於發展的晚期,活動正在衰落。在它的外圍已形成了一個很大的行星狀星雲——一般存在於死恆星外圍。但海山二星依然在繼續著劇烈的噴發。一般認為,海山二星的最後會變成一顆超新星。

爆炸威脅

海山二星爆炸海山二星爆炸
船底座“海山二”恆星系統距離我們大約7500光年左右,科學家認為“海山二”此前爆發過一次嚴重的偽超新星事件,這顆恆星的質量大約為太陽的90倍。通過進一步的研究,科學家認為“海山二”如果出現超新星爆發,可能將地球上的生命滅絕,從這一點可以看出“海山二”是埋藏在太陽系附近的定時炸彈,能夠終結地球上的生命。一些專家認為“海山二”超新星爆發釋放出的伽瑪射線暴是宇宙生命的殺手,而我們目前正在面臨這個威脅。

“海山二”被科學家認為是一顆死亡之星,其意義不僅僅是恆星走向終結的道路,也可能滅絕地球生命。美國宇航局通過錢德拉X射線望遠鏡的觀測,發現“海山二”處於超新星爆發的邊緣,在長達15年的觀測期內,“海山二”內部的恆星存在對外釋放X射線的情況,科學家正在努力了解關於“海山二”更多的奧秘,已經這個雙星系統是如何相互影響的。大約在150年前,當時的科學家就記錄到“海山二”方向上存在一次亮等極大的事件,但後續的研究並沒有確認這是超新星爆發。

可以肯定的是,“海山二”目前處於不穩定的邊緣,距離我們7500光年也意味著地球可能面臨超新星爆發的威脅。自19世紀以來,科學家的報告就不斷確認“海山二”的動盪局面,最新的計算顯示“海山二”已經拋出了大約10倍太陽質量的物質。如果“海山二”發生超新星爆發,那么瞬間亮等將達到極大值,也成為宇宙中最為明亮的天體,從星系尺度上看,“海山二”是銀河系內最明亮的天體之一。

對於“海山二”超新星爆發可能對地球產生的影響,科學家認為我們的臭氧層可能會被破壞,但也有不同的觀點,天體物理學家艾倫·達菲博士認為“海山二”的爆發不會對地球構成威脅,因為我們距離它足夠遠。

亮度變化

海山二的X光合成影像(藍色與橘色)海山二一引人注目的特徵是亮度的變化,目前被分成亮藍變星(Luminous Blue Variable,LBV)雙星。

海山二被愛德蒙·哈雷於1677年第一次紀錄下來,當時它是顆4等星,不過到了1730年時,觀測者注意到它已經變得相當明亮,成為船底座最耀眼的恆星之一。船底二接下來再度變暗,直到1782年又回到原先那樣的暗淡,但是它在1820年開始再度變亮。到了1827年時,海山二變亮超過10倍,並且在1843年4月達到頂點,亮度為−0.8等,為全天空第2亮的恆星,僅次於距離8.6光年的天狼星。

海山二活動極不穩定,經常會發生特大的爆發,期間甚至其形狀也會由圓形變為啞鈴型。海山二最近的一次的爆發在1841年,幾乎達到它的頂峰,而爆發的原因仍然是未知。天文學家推測可能由于海山上巨大的光度產生的輻射壓所致。海山二在1843年之後再度變暗,在1900年至1940年間,它的亮度只有8等,所以無法用肉眼觀測到。

海山二在2003年夏季發生一次分光極小現象。科學家曾組織一個巨大觀測活動,包括動用所有可用的地面(例如CCD光度分析)與太空望遠鏡,例如哈勃太空望遠鏡、錢德拉X射線天文台、國際伽瑪射線天體物理實驗室與甚大望遠鏡。這些觀測活動的主要目的是去決定海山二是否是一對雙星,如果是一對雙星的話,試圖確認它的伴星,確定這個現象的產生原因,並了解它們(如果是雙星的話)與19世紀大爆發之間的關聯。

海山二的光譜觀測顯示,一些發散譜線過去每5.52年會周期性的變暗,這個時期穩定的持續幾十年的時間。海山二的無線電發散譜線與X光的光度在這些“事件”發生時也會下降。這些變化與紫外線的觀測顯示海山二非常有可能確實是一對雙星,伴星是一顆炎熱但質量較小的恆星,並擁有一個周期為5.52年的高偏心率的橢圓軌道。  

海山二的亮度在1998年至1999年之間突然加倍,而在2007年時,可以很容易用肉眼就觀測到它,目前海山二的亮度已經超過5等。

未來預測

海山二的最終命運可能坍縮成黑洞海山二的最終命運可能坍縮成黑洞

像海山二這樣巨大的恆星因為必須發出高度的亮光,所以它們會非常快速地耗盡它們的燃料。海山二被預測會變成超新星極超新星,不過目前它的演化途徑與年齡都尚未確定,所以爆炸可能發生在1百萬年後,也可能發生在明天。像海山二這種高光度藍變星(LuminousBlueVariable)可能是質量超大的恆星的一個演化階段,主要的理論認為它們將表現出極端的質量流失,並在發生超新星爆炸之前變成一顆沃爾夫-拉葉星(Wolf-Rayetstar),不過如果它們無法留住質量的話,將會成為極超新星。

除了海山二之外,SN2006jc是這種類型的恆星中已知最靠近地球的一個,距離7700萬光年,位於天貓座的UGC4904。它在2004年10月20日突然變亮,當時被一位日本業餘天文學家板垣公一當成超新星爆炸。然而它當時並沒有真正的爆炸,而是直到2年後(2006年10月9日)才爆炸。所以一開始它是一個假超新星,最初這次爆發拋射了0.03太陽質量(超過70倍的木星質量)的物質進入太空。

因為海山二與SN2006jc相當類似,所以NASA高達德發射中心的StefanImmler認為這顆恆星將會在幾十年甚至幾年內爆發。然而加利福尼亞大學的烏斯里(StanfordWoosley)並不同意這種說法,他認為海山二可能位於演化階段的早期,因為它仍然擁有幾種元素可以進行核聚變。

海山二的最終命運可能是因為自身巨大引力而坍縮成黑洞。坍縮時能量自其自轉軸兩極以噴流方式噴出造成伽馬射線暴。

另一個最近觀測到的超新星爆炸是SN2006gy,它位於距離地球2億3800萬光年的NGC1260螺鏇星系,在2006年9月18日被發現。許多天文學家認為SN2006gy的爆炸機制可能與海山二上將要面對的命運相當類似。

海山二距離地球只有7500光年,所以當它發生超新星爆炸或極超新星爆炸時可能會影響到地球,但是不太可能會直接影響到人類,因為大氣層會阻擋外來的伽馬射線。這次衝擊影響的範圍很可能被限制在大氣層的上部,這個部分包括臭氧層、太空飛行器、人造衛星與太空人。至少有一位科學家宣稱,如果海山二演化成超新星或極超新星的話,“它將會明亮到即使在白天都可以看到,甚至在夜晚可以憑著它發生的亮光來看書”。海山二造成的超新星或極超新星爆炸很可能將從兩極發射出伽馬射線暴。自從科學家從它的光度與X光的短暫變化中發現海山二至少是一個雙星系統,甚至是三合星系統後,這可能增加或減少它成為超超新星時的強度。

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