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نجم قادر على تمزيق الذرات يتجه نحونا بسرعة

الجانب المُشرق | Bright Side Arabic20:41

Transcription

想象一下,有什么东西如此强大,能在瞬间撕裂你身体的原子。它无声地穿梭于太空,既非灭绝,也非生命,而是介于两者之间。如果这个可怕的怪物正朝地球袭来,我们岂不是死定了,对吧?天文学家们发现了一个快速而强大的太空物体,它正以每小时超过 177,000 英里的速度穿过我们的银河系。这比我们制造过的任何火箭都要快。这个奇怪的太空物体被命名为“僵尸恒星”,因为它是一个早已消失但仍在移动的恒星的残余。这颗僵尸恒星是一种被称为“磁星”的天体,它是一个超小、超重的球体 [音乐]。它的大小约等于一座城市,但比太阳还要重。这就是它成为宇宙中最密集的物体之一的原因。只有黑洞的密度比它高。别忘了我。磁星还具有极其强大的磁场 [音乐]。这颗僵尸恒星的磁场比地球的磁场强 100 万亿倍。这个磁场的强度足以让磁星靠近地球,仅凭其磁性就能擦掉地球上所有的信用卡。这意味着我们再也无法购物了。更重要的是,如果有人靠近磁星的距离约为 9.65 亿公里,磁场可能会完全撕裂他们身体的原子。因此,他们也无法购物了。幸运的是,这颗磁星离我们很远,而且不会靠近地球。当它首次被发现时,它距离我们的星球约 15,000 光年。这是一个巨大的距离,所以目前不必担心你身体的原子。天文学家们于 2008 年首次观测到这颗僵尸磁星。由于我们的银河系中已知的磁星只有大约 30 颗,它的发现非常罕见且幸运。科学家们使用哈勃和盖亚等太空望远镜随着时间的推移对其进行观测。通过这些观测,他们发现它的移动速度比他们想象的要快得多。现在,天文学家们正试图弄清楚这颗僵尸恒星是如何获得如此巨大的推力,使其以如此快的速度运行的。起初,他们认为这颗恒星与其他大多数磁星一样,是在一颗巨星爆炸形成超新星时诞生的,剩余的核心变成了一颗超致密的 the neutron star。根据他们的理论,这可能发生在被称为 HP 9 超新星遗迹的地方附近。这似乎是合理的,因为大多数磁星都是这样形成的。但当他们追踪它的运动时,他们发现这颗僵尸恒星移动得非常快,而且方向错误,这使得它不可能起源于 HP 9 [音乐]。他们追溯了它数千年的轨迹,但没有发现任何可能起源于它的爆炸性恒星或星团。这意味着科学家们现在面临着另一个谜团:这颗僵尸恒星来自哪里?它是如何形成的?一种可能的解释是,这颗恒星起源于一颗白矮星,这是像太阳这样较小恒星在耗尽燃料后留下的残余核心。在正常情况下,当白矮星爆炸时,它们会完全消失。但在罕见的情况下,白矮星可能不会完全爆炸,而是会坍塌成自身,变成一颗 the neutron star。这颗 the neutron star 随后可能变成一颗磁星。这种不寻常的磁星形成方式为另一个谜团提供了线索,那就是快速射电暴 (FRBs),它们是来自遥远太空的强烈而短暂的无线电波闪光。其中一些爆发来自如此古老的星系,以至于不应该再有恒星爆炸了。但如果磁星可以由白矮星坍塌形成,这或许可以解释为什么这些爆发仍在发生。无论如何,了解磁星是如何形成的可能有助于我们解释许多我们在宇宙中观测到的奇怪而强大的现象 [音乐]。到目前为止,研究仍在继续,尚未得出决定性的答案。在宇宙中游荡的僵尸恒星并非我们唯一未解的谜团。在你的太空旅行中,你可能会遇到其中一颗,但它看起来不像任何东西。距离地球 7 亿光年,有一个空虚。一个几乎没有星系的空虚。这个空虚是一个近乎球形的区域,直径约 3.3 亿光年。我们的银河系可以容纳其中数千次。这就是被称为武仙座空洞的神秘空虚,位于武仙座星座。正如你所见,星系看起来像一个巨大的网络,大部分是构成宇宙长丝的结构的一部分。这些长丝延伸到整个宇宙,当它们相交时,会形成星系密度高的区域,这些区域被称为星系团。但这些星系团和长丝之间存在着巨大的空虚,几乎没有星系。这些空虚构成了可观测宇宙的约 80%,其中大部分体积巨大,宽度在 30 到 300 百万光年之间。武仙座空洞是其中最大的空洞之一,甚至获得了“巨型空洞”的称号。天文学家们认为,这个空洞可能是由多个较小的空洞合并而成。但最初是什么导致了这些巨型空洞的出现呢?原因可能在于宇宙诞生之初。那时我不在那里。当时宇宙中的所有物质都被压缩在一起。天文学家们认为,这有点像均匀的汤。但很快,随机的量子涨落开始不均匀地分布物质,使得一些区域密度更高,引力更强,并开始吸引密度较低区域的物质。这使得这些区域越来越密集,并继续吸引更多的物质。与此同时,物质的较小团块开始远离中心,形成星系。如果你参观一个名为 Palomar 5 的星团,你不会注意到空虚、超空虚,甚至僵尸恒星。你最大的担忧将是如何生存,因为该地区在其中心隐藏着一个由 100 多个黑洞组成的星团。这些黑洞并非静止不动,而是不断地塑造和改变星团。Palomar 5 是一个距离我们约 80,000 光年的星团。通常,像这样的星团非常密集,恒星紧密地聚集在一起 [音乐]。但 Palomar 5 与众不同。它很分散,形成一个巨大的恒星尾巴,延伸约 3,000 光年。这个美丽的尾巴被称为潮汐流,就像溢出的恒星形成一条长长的光之河。像这样的潮汐流很罕见,而且难以研究。像这样的球状星团非常古老,有些几乎和宇宙一样古老。Palomar 5 是唯一已知的仍有与之相关的潮汐流的星团。星团内的黑洞正在拉扯恒星,扰乱它们的轨道,并将它们有力地抛出星团。这些恒星构成了潮汐流。随着时间的推移,越来越多的恒星被抛出星团。Palomar 5 拥有的黑洞比预期的要多,黑洞占星团质量的约 20%,即 100 多个黑洞,每个黑洞的质量约为太阳的 20 倍。当然,Palomar 5 无法永远持续下去。在大约 10 亿年后,星团将完全坍塌。届时,所有恒星都将消失,只留下黑洞,它们将围绕我们的银河系运行,成为曾经存在的星团的幽灵般的残余。尽管这个星团本身就足够令人担忧了,但太空中还有更神秘的东西可以看到:被称为星云的浓密气体和尘埃云。其中最奇特的是 NGC 2392 星云,它位于双子座星座,距离地球 5,000 光年。它是在 200 多年前发现的,并以其不寻常的外观而闻名。它基本上是一个物质盘,周围环绕着一圈彗星状的物体。这些物体的尾巴从星云中心的恒星处延伸开来。云外围的奇怪橙色线条延伸到各个方向数光年。中心看起来像一团线球,但实际上是一个物质气泡,由中心恒星发出的高速物质风吹入太空。火墙在碰撞区域周围升起,烧毁沿途的一切。爆炸引发了海啸,淹没了大城市,强大的地震摧毁了摩天大楼,它们像纸房子一样倒塌。这是与第一颗访问我们太阳系的星际物体相撞的可能后果。我们在 2017 年发现了它,但我们仍然不确定它到底是什么。它是一颗小行星,还是一颗彗星,还是一艘外星文明的飞船?目前,科学家们称它为 Oumuamua。它不像夏威夷的牛粪,对吧?无论其性质如何,它的速度都比小行星快得多,约为每秒 87 英里。以这样的速度,你可以在不到三分钟的时间内横穿美国大陆。因此,这颗小行星可以在大约两个月内从地球旅行到太阳。相比之下,我们的火箭速度可以达到每小时 27,000 英里。因此,许多科学家认为这个物体是人造的,由一个高度发达的文明制造。好吧,这个物体的形状支持了这一理论。它又长又瘦,像一艘宇宙飞船,长 800 米,比埃菲尔铁塔长得多。科学家们决定看看 Oumuamua 是否真的是一艘宇宙飞船,并将他们的射电望远镜对准了它。如果船上的文明使用了通信设备,或者用他们的技术扫描了我们 [音乐],我们会知道的。但一片死寂。就是这样 [音乐]。我们没有听到任何无线电信号。但这并不能反驳它是由外星文明制造的理论。为了找出答案,我们决定确定这个物体的重量。为此,我们使用了光,特别是它的反射。正如你所知,不同的材料以不同的方式反射光。以一块未知的黑色岩石为例,它会吸收几乎所有的光,几乎不反射任何光。看看这个。这是煤炭。了解了这个物体的尺寸和材料,我们就可以确定它的重量。我们需要看看这个物体反射了多少光。当科学家们将望远镜对准 Oumuamua 时,他们意识到它反射的颜色与铁和其他一些坚硬的岩石相匹配。然后,Oumuamua 一直在闪烁着明亮的光芒,然后光芒慢慢消失,然后再次闪烁。这意味着它在旋转。它不是像陀螺一样绕轴旋转,而是随机旋转,从上到下翻转。这种随机旋转会摧毁任何人造物体或宇宙飞船,但 Oumuamua 却完好无损。这意味着它的成分非常坚固。它也不是像宇宙飞船那样是空的,而是实心的。等等,它和我一样。这个物体惊人的速度让科学家们感到困惑。一些彗星的速度可能与之相当甚至更快,但它们也具有某种火箭效应。当宇宙飞船在发射台上时,你会看到火焰从引擎中喷出。每秒钟,火箭都会将燃料与氧气混合,点燃引擎,并以惊人的速度起飞。根据物理定律,这就像推墙一样 [音乐]。火箭因燃烧气体的推力而高高跃起,从而产生推力和加速度,增加其速度。彗星也遵循同样的原理。阳光照射到彗星表面,开始蒸发类似冰的挥发性物质。然后,气体向一个方向喷射,而彗星则向另一个方向飞行。与火箭一样,彗星通过气体蒸发而向前推进,并增加其速度 [音乐]。气体还会形成彗星的长尾巴,看起来就像一块巨大的岩石拖着所有的气体,或者一辆高速行驶的汽车拖着空气。但 Oumuamua 既不是彗星,也没有尾巴,也没有像彗星那样的火箭效应。所以它不可能达到这样的速度。一些科学家认为 Oumuamua 以前有尾巴。尽管我们在 2017 年发现了它,但它在 1995 年进入了我们的气氛,当时也受到了阳光的照射。当我们发现这颗小行星时,它已经蒸发了大约 95% 的质量。一些科学家认为 Oumuamua 在遥远地方的另一个太阳系或星云中形成时获得了速度。可能发生了一次巨大的外围小行星撞击另一个太空物体,巨大的爆炸能量将这块岩石抛入了深空。或者,可能发生了一次超新星爆炸。当恒星走到生命尽头时,它会变成一颗红巨星,这是恒星的膨胀版本,比恒星大数百倍。然后它会收缩并以巨大的力量爆炸。爆炸波可以传播到距离爆炸中心数光年的地方 [音乐]。这是宇宙中最明亮的事件之一。因此,超新星可能将一颗外围行星炸成了碎片,也就是 Oumuamua,它获得了巨大的能量和速度,并开始了它漫长的地球之旅。这或许可以解释为什么 Oumuamua 会继续随机旋转。科学家们最近发表了一项理论,认为 Oumuamua 可能是一大块冰。我们通常看到的冰是由水 (H2O) 组成的,但 Oumuamua 可能由氮冰 (N2) 组成 [音乐]。它可能在星际空间中保持了 5 亿年完好无损。当它到达我们的太阳系时,冰氮反射了三分之二的阳光,所以它没有被加热太多。这解释了尾巴的缺失。你可以在冥王星表面以及海王星的一颗卫星海卫一上找到同样的冰氮。因此,Oumuamua 很可能来自一个类似的冰冻外行星。但我们只有在我们派探测器去那里才能确定。科学家们已经为此制定了一个计划,称为“猎户座计划”。问题是,Oumuamua 已经以惊人的速度离开了我们的太阳系,比火箭快得多。我们必须尽快追上这块太空岩石,以免它飞得太远。为此,你可以使用引力助推。首先,探测器会飞过木星,并且必须靠近它,以便利用它的引力并增加其速度。然后,探测器将飞向太阳,并尽可能近地绕太阳飞行,以便像弹弓一样弹向太空岩石。第二个选择是使用微型探测器。我们应该向轨道发射大约 1000 个。它们不应该比火柴棍重,每个都将有一个像摔跤场一样大的轻质帆 [音乐]。然后,我们将从地球向其帆上聚焦强大的激光束。这将使我们能够将探测器的速度提高到光速的 20% [音乐]。它不应该走得太快,以免超过小行星,并且应该能够进入其轨道并降落在其表面。但如果我们太慢,Oumuamua 将在我们能够追上它之前离开太阳系。这将是一次很棒的经历,因为将来我们可以使用这样的小行星作为太空出租车。我们所要做的就是进入像这样的星际小行星的轨道,甚至降落在其表面,然后我们将继续以惊人的速度在太空中飞行,而无需消耗任何燃料 [音乐]。这将是长途旅行或向其他恒星系统运送补给的绝佳选择。那么,我们为什么要害怕这样的天体呢?如果像 Oumuamua 这样大小的小行星发生碰撞,可能会摧毁整个州。如果你撞击海洋中的某个地方,它可能会引起比摩天大楼更高的海浪。科学家们正在寻找保护我们免受此类物体侵害的方法。其中一种是偏转。如果我们探测到太空中一个危险的物体,我们可以派一艘宇宙飞船朝它飞去。我们将以最快的速度发射它,宇宙飞船应该以一定的角度撞击小行星,使其稍微偏离轨道。只需轻微的触碰,就会改变小行星的最终方向。我们只需要让小行星从地球旁边经过,而不是撞击它。我们也可以安排一次可控的爆炸。该方法基于相同的原理。爆炸的威力将稍微改变小行星的轨道,或者将其巨大的岩石炸成小碎片 [音乐]。直径达 24 米的小行星在进入大气层时会因与空气和岩石的摩擦而完全燃烧。24 米到 800 米之间的小行星不会完全燃烧,可能会造成局部破坏。任何大于此的都非常危险。这不是很明显吗?科幻电影中的传统方法是在小行星上安装火箭发动机,然后改变太空岩石的轨道并控制它。我们也可以用它作为武器来摧毁其他小行星。这就像在太空中玩台球一样。