當一顆恆星撞上另一顆恆星時,會發生什麼?

當我們看到滿天的繁星時,常常會冒出一個問題,即宇宙中是否存在恆星撞恆星的現象?今天我們就來講一下。

我們銀河系大約有2000至4000億顆恆星,這看上去是一個超級大的數字,然而雖然恆星的數量很多,但是銀河系的空間更大,銀河系的直徑至少為10萬光年(新的資料顯示為20萬光年),銀盤的平均厚度約為2000光年,銀心的平均厚度更是高達1。2萬光年。

當一顆恆星撞上另一顆恆星時,會發生什麼?

想象一下,就算銀河系有4000億顆恆星,但是把它們放在一個如此大的空間裡,它們之間的平均距離也會達到好幾光年。這是什麼概念呢?這樣說吧,假如把銀河系內的一顆恆星比作一輛龜速行駛的汽車,那麼離它最近的汽車都在數千公里之外,並且也是在龜速行駛。

宇宙中的其他星系的恆星密度也與銀河系相似,因此可以說在宇宙中恆星發生碰撞的機率是非常低的,但宇宙中的恆星並不是均勻的分佈,科學家推測,在恆星非常密集的區域或者雙星系統,就會存在恆星撞恆星的現象,對於整個銀河系而言,這樣的事件大概每10年才會發生1次。

當一顆恆星撞上另一顆恆星時,會發生什麼?

那麼當一顆恆星撞上另一顆恆星時,會發生什麼呢?

宇宙中所有的天體其實都是各種物質透過引力吸積而成,恆星也不例外,我們把這種透過引力作用將鬆散物質聚集在一起的能量稱之為“引力結合能”,其值與將組成天體的鬆散物質移動到無限遠的能量相等。

當一顆恆星撞上另一顆恆星時,如果在碰撞期間釋放的動能超過了它們自身的引力結合能,這兩顆恆星就會解體,並且再也不能依靠引力聚集。根據相關計算,只有在兩顆恆星的相對速度超過大約每秒鐘480公里,這樣的情況才會發生,而要達到這樣的相對速度,就要求兩顆恆星幾乎是正面對撞才可以。

鑑於宇宙的空曠程度,這樣的事情幾乎不可能發生,科學家在過去的日子裡也從來沒有觀測任何的這類情景,事實上,宇宙中真實上演的恆星撞恆星,都是相距較近的恆星在彼此引力的作用下互相圍繞,然後在漫長的時間裡逐漸損失動能而最終撞在一起。

很顯然,這樣的碰撞會“溫柔”很多,碰撞的恆星不會因為碰撞釋放的動能而分崩離析,但當碰撞發生時,還是會有相當巨大的動能在兩顆恆星的碰撞面釋放,這會形成一個衝擊波面併產生耀眼的光線,與此同時,兩顆恆星的少量物質會沿著衝擊波面呈環形向外高速丟擲,當一切結束之後,兩顆恆星的物質就會在引力的作用下合併成一顆更大、更亮的恆星。

在2008年觀測到的天蠍座V1309爆發就是一個典型的例子,在這兩顆恆星碰撞的最後階段,它們互相圍繞的週期低至1。4個地球日,這個週期隨著距離的縮小而急劇下降,當兩者完全合併之後,其釋放出的能量使這顆新恆星的瞬間亮度增加了1萬倍之多。

科學家觀測到在距離我們大約1800光年的天鵝座,有一個名為“KIC 9832227”的雙星系統表現出即將相撞的趨勢,過去十幾年的資料顯示,這兩顆恆星互相圍繞的週期正在不停地縮短,預計大約在2022年,它們就會發生碰撞,然後合併成一顆更大的恆星,由於它們和我們距離較近,屆時的我們僅憑肉眼就可以觀賞到宇宙中的這一奇觀。

當一顆恆星撞上另一顆恆星時,會發生什麼?

值得一提的是,在距離我們6光年的地方,一顆名為“巴納德星”的紅矮星正在以大約每秒鐘142。7公里的徑向速度向太陽逼近,不過好訊息是這顆恆星和太陽相撞的機率極低,根據目前的觀測資料,科學家估計大概在公元9800年的時候,“巴納德星”就會到達距離太陽最近的位置(大約3。75光年),然後與太陽漸行漸遠。

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