一颗巨大的垂死恒星让我们看到了几十亿年后的太阳命运

在小熊星座的北部,有一颗恒星正在走向灭亡。它不断向外部喷洒物质,喷洒发出的冲击波将它的外部物质驱逐到它周围的空间。这让我们看到了几十亿年后我们的太阳会发生什么。

这颗恒星是红巨星T Ursae Minoris(简称T UMi),天文学家已经确定它只是在每隔1万到10万年才出现的热脉冲中爆发。

澳大利亚国立大学的天文学家Meridith Joyce说:“这是一个罕见的机会,可以在人类时间尺度上直接观察到恒星衰老的迹象。”

T UMi实际上是一颗恒星生命中的一个特殊阶段,被称为渐近巨支(AGB),这是一个演化阶段,在最初的恒星质量是太阳的8倍。

此时,这颗恒星已经是一颗红巨星。它的核心已经没有氢了,只剩下碳和氧。在早期的AGB阶段,一个围绕核心的壳层将氦聚变成碳。

当氦耗尽时,周围的一层氢开始融合成氦,补充氦,直到它爆炸重新点燃并开始再次融合成碳。这一事件是热脉冲,也称为氦壳闪光,它可以持续数百年。

100多年来,天文学家一直密切关注着T Umi,仔细观察它的亮度波动的长度。直到1979年,这些波动都非常稳定,在310到315天之间。

但1979年是一个转折点:它的周期急剧下降到274天,此后一直在稳步下降。

1995年,天文学家假设这种突然的变化是氦壳闪光的结果。

现在,乔伊斯和她的同事们,经过几十年的观察,已经确定确实如此。在过去的30年里,他们观察到这颗恒星在体积、亮度和温度上都在缩小。

这反过来又让他们对恒星本身有了更多的了解。他们已经确定,它大约有12亿年的历史,最初大约是太阳质量的两倍。

在过去的几百万年里,它经历了这样的死亡阵痛,在壳层耗尽物质,恒星核心在几十万年内收缩成一颗白矮星之前,大约有25到30颗壳层,这个脉冲大约在20到24颗之间。

这就是我们所期待的太阳的命运,开始于大约50亿年之后。

它将膨胀出去,密度急剧下降,吞没内部行星,并将其外部物质抛入行星状星云。它的质量还不足以产生超新星——它会安静地结束,一颗白矮星慢慢地失去它的热能,直到它变成一块冰冷、黑暗、死亡的岩石漂浮在太空中。

我们不会在这里。但是我们可以继续观察T UMi,他的变化如此剧烈,我们可以实时观察到。

乔伊斯说:“我们希望在有生之年看到它再次扩张。”

“业余和专业天文学家将在未来几十年内继续观测这颗恒星的演化,这将为我们在未来30至50年内的预测提供直接检验。”