恒星演化与死亡
恒星质量损失
恒星并不是一个把全部物质永远留住的密封天体。在它一生当中,尤其是临近末期,恒星会不断从表面把气体漏入太空——有时是一阵微风,有时是一场狂飙。这种持续的物质抛洒被称为恒星质量损失,而它原来是恒星所做最重要的事情之一,因为这正是它们造出的元素重新回到星系的途径。太阳也在做,只是温和——它以太阳风的形式,每秒把自身约一百万吨吹走。
驱动这股外流的因素因星而异。在炽热的大质量恒星里,强烈的光直接推动气体——作用在原子上的辐射压力驱动出极强的星风,能在它短暂的一生里带走相当一部分质量。在寒冷的巨星和AGB恒星里,机制不同:脉动把气体托举到表面高处,那里冷得足以凝结成尘粒,星光随后推动尘粒,把气体一同拖走。AGB恒星的质量损失率可以高得惊人——在它们最后的超级星风里,每年可达万分之几个太阳质量,几乎把整个外层包层都剥光。
质量损失决定恒星的命运,也滋养星系。一颗一开始有比如八个太阳质量的恒星,若抛掉大部分包层,就可能以一颗安静的白矮星收场,而不是爆炸——所以一颗恒星损失多少质量,决定了它是平静地死去还是剧烈地死去。而抛出的物质——富含在内部锻造出的碳、氮以及更重的元素——飘进星际介质,最终在那里形成新的恒星和行星。你体内的原子,正是被那些在太阳诞生之前就死去的恒星,通过质量损失送回太空的。
海山二是已知最大质量、最不稳定的恒星之一,它在十九世纪四十年代爆发,一次事件就抛出了超过十倍太阳质量的物质,造就了我们今天在它周围看到的那片发光的侏儒星云。这是质量损失被逮个正着,且规模极其浩大。
恒星一生都在抛洒气体;临近末期,损失可以汹涌如注。
质量损失与超新星不是一回事:它是一股持续的星风,随时间把恒星剥蚀,而超新星是一次性的爆炸。一颗恒星事先被星风带走多少,会强烈影响它究竟会不会爆炸、以及如何爆炸。
又称
另见