複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

海山二

鎖定
海山二(Eta Carinae),西方稱為船底座 η(η Carinae) 星,是一個質量非常高的高光度藍變星 [1]  ,應該是一個雙星系統。質量約為 100 M⊙,亮度則約為 460萬 L⊙,距離地球約 7500 ly。活動極不穩定,經常會發生特大爆發,期間甚至其形狀也會從球形變為扁平的啞鈴型。這張在 1996 年經由複雜的影像處理後所得的影像,可顯示出這顆淘氣的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。充滿着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仍然無法解釋。或許這些線索將告訴我們星雲是如何形成的,也或許是暗示我們海山二將在何時爆炸。
中文名
海山二/船底座 η 星
外文名
Eta Carinae
別    名
Eta Car / η Carinae / η Car
分    類
A:高光度藍變星 B:主序星
發現者
愛德蒙·哈雷
發現時間
1677年
質    量
100 M⊙(B:50-80M)
直    徑
386809200 km(B:33 393 600Km)
表面温度
A:9400 ~ 35200 K B:37200 K
視星等
約 4.3 等(-0.8至7.9)
絕對星等
-8.6 等
赤    經
10時45分03.59秒
赤    緯
-59°41′04.26″
距地距離
7500 ly(2300 pc)
半長軸
15.4 AU
離心率
0.9
公轉週期
2,022.7 ± 1.3 days(5.54 yr)
軌道傾角
130 ~ 145°
光譜型
A:LBV B:O
U-B 色指數
-0.45
B-V 色指數
+0.61
光    度
A:5 × 10^6 L☉ B:10^6 L☉

海山二恆星簡介

海山二Eta Carinae)是位於船底座的一個恆星系統(赤經10 h 45.1 m、赤緯−59°41m),距離太陽大約7,500至8,000光年,在北緯27°以北的地區難以看見,而在南緯30°是一顆拱極星。這個系統至少有兩顆恆星,其中一顆是位於恆星生命早期階段,質量大約是太陽150倍的高光度藍變星(LBV),並且至少已經流失30個太陽質量。雖然它被認為還有一顆質量約為太陽30倍的沃夫-瑞葉星環繞着它較大的伴星,但海山二週區圍有巨大厚重的紅色星雲,因而很難直接地發現。它總體的光度大約是太陽的550萬倍,而系統的質量估計超過150倍太陽質量 [2]  。由於它的質量和生命階段,預期在天文學上不久的將來,它將爆炸成為一顆極超新星,的估計是從現在開始的一百萬年。
海山二是質量巨大的恆星中距離地球最近的一顆,位於船底座。距離地球為 7500 ~ 8000 ly,因此天文學家可以得知許多該天體的詳細資料。根據各種波段的數據,海山二確定是已知亮度最高的天體之一。海山二所發出的紫外光,經由反射使色彩呈現紫色調,膨脹中的氣體雙瓣上是黝黑塵埃組成的條紋。 [3] 
海山二亮度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消重力。如果恆星的質量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或極超新星的現象發生。
海山二是顆大質量的恆星。在過去的歷史中,海山二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,海山二成為了是地球夜空中排行第二的亮星,亮度只小於天狼星,雖然它的距離有 7500 ly,或者説是天狼星距離的 870 倍。 天文學家認為海山二星在接下來的幾十萬年內,很會可能會發生超新星爆炸。 此外,大質量的海山二星也是極超新星(Hypernova)的可能候選天體,也就是説,它有可能是未來的Gamma射線爆發源。1841 年是海山二星有記錄的活動最高峯。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。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——一侏儒星雲。但海山二依然在繼續着劇烈的噴發。人們一般認為,它最後會成為一個絢爛的超超新星,殘骸是黑洞或無殘骸

海山二觀測歷史

海山二的X光合成影像(藍色與橘色) 海山二的X光合成影像(藍色與橘色)
海山二最引人注目的特徵是亮度的變化,被分成高光度藍變星(Luminous Blue Variable,縮寫LBV)雙星。
海山二被愛德蒙 · 哈雷於 1677 年第一次記錄下來,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。海山二接下來再度變暗,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 -0.83 等,為全天空第 2 亮的恆星,僅次於距離 8.6 ly 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變得不規則。海山二最近的一次的爆發在 1841 年,幾乎達到它的頂峯,而爆發的原因仍然是未知。天文學家推測可能由於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 ~ 1940 年間,它的亮度只有 87.9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,並瞭解它們(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 年會週期性的變暗,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 射線的光度在這些“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,並擁有一個週期為 5.52 年的高偏心率橢圓軌道
海山二的亮度在 1998 ~ 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,海山二的亮度已經接近 5 等。
2012年,哈勃太空望遠鏡公佈海山二噴發形成的侏儒星雲(Homunculus Nebula)的全貌。 [9] 

海山二未來預測

海山二已經處於發展的晚期,活動正在衰落。在它的外圍已經形成了一個很大的啞鈴狀的行星狀星雲 [4] 
海山二的演化途徑與年齡都尚未確定,所以爆炸可能發生在數百萬年後,也可能發生在幾萬年後,也可能爆炸的光芒已經在傳播的路上。像海山二可能是超大質量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脱掉外殼,成為一顆熾熱的沃爾夫-拉葉星,不過如果它們無法留住質量的話,將會成為極超新星。
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或極超新星,不過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(Luminous Blue Variable)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-Rayet star),不過如果它們無法留住質量的話,將會成為極超新星 [5] 
除了海山二之外,SN 2006jc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UGC 4904 [6]  。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0.01太陽質量(超過20倍的木星質量)的物質進入太空。
因為海山二與SN 2006jc相當類似,所以NASA高達德發射中心的Stefan Immler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(Stanford Woosley)並不同意這種説法,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
另一個最近觀測到的超新星爆炸是SN 2006gy,它位於距離地球2億3800萬光年的NGC 1260螺旋星系,在2006年9月18日被發現。許多天文學家認為SN 2006gy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航天器人造衞星與太空人。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,甚至在夜晚可以憑着它發生的亮光來看書 [7]  ”。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新星或極超新星時的強度 [8] 
參考資料
  • 1.    高光度藍變星  .百度百科[引用日期2019-02-12]
  • 2.    Davidson, Kris; Humphreys, Roberta. Eta Carinae and its Environment. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 1997, 35 (1): 1–32. Bibcode:1997ARA&A..35....1D. doi:10.1146/annurev.astro.35.1.1.
  • 3.    海山二和侏儒星雲  .青空天文社[引用日期2013-02-21]
  • 4.    行星狀星雲  .百度百科[引用日期2019-02-12]
  • 5.    http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=2006ApJ...645L..45S&db_key=AST&data_type=HTML&format=&high=451e33df7e10366
  • 6.    參考文獻:Robert S. Massive star burps, then explodes. UC Berkeley News. 2007.
  • 7.    http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6633609.stm
  • 8.    參考文獻:NASA - NASA Satellite Detects Massive Star Partner
  • 9.    哈勃望遠鏡拍攝的12張震撼人心的宇宙照片  .新華網.2016-06-20[引用日期2021-07-08]