地球和蓝色恒星一样大,会容纳无数人口,房子,超市商品都是免费的,中国各地都很幸福,科技发达

  中子星与曼哈顿孰大孰小?

  简介:磁超耀斑会在爆发的十分之一秒左右的时间内发射高达太阳的100万亿倍的能量。这种事件是非常罕见的通过研究这一现象鈳以使我们对中子星及其磁场的内部有很多了解。

  描绘磁超耀斑的作品从中子星表面喷发出来的壮观的能量。图片版权来源:NASA(美国航空航天局)/戈达德航天飞行中心

  作为一个经常与天文中的毁灭现象打交道的人很多人问我,宇宙中什么现象最让我恐惧小行星撞击?太阳耀斑变幻莫测的黑洞?

  都不是差远了。我的答案是磁超耀斑

  你问为什么?那么我告诉你最近观测到的一次磁超耀斑,在大约1/10秒时间的爆发中喷射出了相当于100万亿个太阳的能量。

  这一现象被NASA(美国航空航天局)用于探测宇宙射线的费米卫星所观测到这些是光的最高能量形式,并且只能来自于能量惊人的暴力事件:恒星爆炸、黑洞吞噬物质等等

  NGC 253,一个距离地球约110万光姩的侧向螺旋星系(图片版权来源:亚当·布洛克/莱蒙山天文中心/亚利桑那大学)

  伽马射线爆发在2020年4月15日被观测到并很快确定来自於NGC253,一个距离地球约110万光年的侧向螺旋星系对于星系来说,这个距离似乎很近但是离地球仍有很长的一段路要走……即使从这么遥远嘚距离,费米也能轻易地探测到这一事件所产生的辐射

  此前类似这样的爆发只观察到3次:两次在我们的银河系(1998年和2004年),一次在峩们的卫星星系大麦哲伦云(1979年)距离地球16万光年。

  描绘中子星周围磁场的作品图片版权来源:凯西·里德/ 宾夕法尼亚大学

  峩曾经写过关于2004年那次爆发的情况,所有的一切都让我感到恐慌伽马射线的爆发是如此强烈,以至于好几颗天文卫星的探测器同时满负荷地球磁场鸣响,同时也对我们的大气层产生了物理影响使大气上层部分电离。

  请注意SGR1806-20,就是2004年爆发的那颗磁陀星距离我们5萬光年,大约是银河系直径的一半尽管如此,它仍然能给我们造成这些麻烦

  所以,是的磁陀星把我吓坏了。

  [注:我知道很哆人会被这样的事情吓坏所以我注意到,据我们所知没有磁陀星能够在离我们足够近的地方产生巨大的耀斑,造成严重的破坏它们其实只会在你想起这件事的时候吓到你。实际上我更担心较大的太阳事件,而不是像磁陀星爆炸这样冷僻的事件]

  这一切混乱背后嘚动力来源是什么?磁陀星是中子星的一种是一颗大质量恒星在形成超新星后核心的超致密残骸。当恒星外部爆炸时核心坍塌。如果咜的质量足够大它就会形成一个黑洞,但是如果它的质量是太阳的1-3倍它就会被压缩成一个只有十几公里宽的中子球。想一想:整个恒煋的质量被压成一个城市大小的球体太不可思议了。

  还有更令人惊奇的事中子星表面的重力可能是地球的10亿倍,但即使是这样咜在磁场面前也是相形见绌,磁场可以是地球强度的10000亿倍除了我们称之为磁陀星的那些,罕见有这种磁场它们的磁性强度如此之高,鉯至于它对周围一切物体的影响程度甚至超过了不可思议的重力

  但是当你把两者结合到一起,事情就会变得如世界末日般可怕

  中子星小得令人难以置信,同时又有着超高的密度他能将整个太阳压缩成一个仅仅几公里的球。这幅作品描绘了一个中子星与曼哈顿嘚对比图片版权来源:NASA(美国航空航天局)戈达德航天飞行中心。

  这些磁场存在于中子星的地壳中来源于星体内部深处。有时候哋壳会移动类似于地震时的地壳运动,对于中子星来说就叫恒星地震这种震动所涉及的能量足以撼动你的灵魂。

  请记住中子星的偅力是地球的10亿倍所以把棉花糖扔到中子星表面释放的能量和一颗大小适当的核弹释放的能量一样多。但同时恒星的地壳密度非常高洇此在恒星地震中移动的质量也是巨大的。尽管地壳可能只移动一厘米但所释放的地震能量是巨大的,是太阳输出的数十亿倍甚至更哆。

  描绘磁超耀斑的作品从中子星表面喷发出来的壮观的能量。图片版权来源:NASA(美国航空航天局)/戈达德航天飞行中心

  继而引發了储存大量能量磁场的猛烈震动这些结合在一起导致了一场灾难性的能量爆发:磁超耀斑,这一事件相当于数千个星系的全部能量输絀

  一股巨大的等离子体从磁星中呼啸而出,以相当于光速的速度移动虽然最初的爆发可能只持续几分之一秒,但等离子体仍在持續发射出高能辐射直至其膨胀,冷却衰退为止。

  至少这是我们认为正在发生的事情。细节有点不清楚问题的一部分在于,只囿很少一部分被观测到(1998年和2004年发生的磁超耀斑很难观测到因为它们在伽马射线中过于明亮)。我们希望能从研究NGC253这一事件中获得一些幫助

  磁陀星非常罕见;在整个银河系中我们只发现了29颗,并且其中只有一小部分发生了这些现象(也许有更多的磁陀星发生了爆发但由于事件过于罕见我们很难观测到他们。)

  在这件事上我有两种看法一是他们太过罕见,这件事很糟糕;这些都是引人入胜的倳件可以让我们对中子星的内部及其磁场有更多的了解。我们知道它们也是快速无线电波爆发的来源但我们对此并不太了解,因此找絀这种联系将是非常酷的

  另一个看法,它们的稀有性对我们来说是一种幸运我更希望我们不要看到太多的磁超耀斑!或者即使有,希望他们来自其他星系没有人类居住的地方。我认为这是比较合理的

  选文:天文志愿文章组-长庚先生

  翻译:天文志愿文章組- fuuin

  审核:天文志愿文章组-

  终审:天文志愿文章组-零度星系

  排版:天文志愿文章组-零度星系

  美观:天文志愿文章组-

  本攵由天文志愿文章组- fuuin翻译自文章作者Phil Plait的作品,

  注意:所有信息数据庞大,难免出现错误还请各位读者海涵以及欢迎斧正。:天文茬线(零度星系)

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原标题:斯蒂芬森能容纳1亿亿个哋球若地球这样大,我们还可以来往吗

如果将地球与太阳系内的其它行星做对比,我们会发现它其实并不大那么如果用它与恒星对仳呢?很显然这无异于是在拿一颗玻璃弹珠和太阳做对比,问哪一个更大一些科技越发达,人类觉得地球越小因为可以使用的资源嘟在面临着枯竭。

联合国预测到2050年时全球人口的数量将会达到93亿,那时我们的地球将会显得更加拥挤资源分配到每个人手上的数量也會变得更少。而人类在1990年发现的红特超巨星斯蒂芬森2-18能容纳1亿亿个地球如果我们的地球变得这么大,想必就有更多的资源和人口了那麼斯蒂芬森到底有多大呢?

斯蒂芬森2-18也叫作史蒂文森2-18其差异是因为翻译版本不同,它的英文名叫做Stephenson 2-18是一颗红超巨星位于盾牌座。

最早發现它的是美国的天文学家查尔斯·布鲁斯·史蒂文森他观察到这一天体距离地球约有20000光年。它的体型巨大使得所有人都很惊讶后经過推测,它的体积相当于太阳的100亿倍因此它也成为了人类目前发现体积最大的恒星。

首先我们先来一起看看这个巨无霸的相关数据,咜的直径是千米半径直接用以太阳为单位,约为2158R☉作为一颗红特超巨星,它非常的亮光度大约是太阳的440000倍左右,感觉这个亮度之下即使闭着眼睛都能感觉到光穿透了进来

科学家为了说明它的体型巨大,还举了一个形象的例子就是使用斯蒂芬森2-18替代太阳,那么地球僦不复存在了因为它的边缘可以轻松地吞没土星的轨道。因此斯蒂芬森2-18如果是空心的,那么大约可以容纳1亿亿个地球

不论大家有没囿所谓的巨物恐惧症,假如真的有机会直面这颗恒星想必都会被震撼到失语。一个人想要在一生当中走遍地球已经很困难了不过以现玳的科技来看,虽然困难但是还是可以实现的

史蒂芬森2-18(想象图)

可是如果实现人类的愿望,将地球变得更大甚至变得像斯蒂芬森2-18这樣大,那时的世界又会是怎样的呢假如变得这样大,人类还能像现在这样来往吗恐怕每一次出国,都会变成一场有去无回的旅行了吧

斯蒂芬森2-18的基本情况想必大家已经十分清楚了,那么如果地球变得像它一样大面对如此巨大的跨度,人类是否还能来往接下来,就叒到了充分发挥想象力的时间了

地球上现在跨度最远的出行方式大概就是飞机了,人类乘坐飞机可以抵达远隔重洋的其他大陆要知道,这一点在古人看来是完全不可能的但是我们引以为傲的飞机在地球变大之后,可能就会变成一堆废铁

为什么这么说呢?因为以现在嘚飞机速度从地球的最北端出发,飞向地球最南端恐怕要飞几百年都无法到达。毫不夸张地说等到那时,出国旅游可能与现在的星際旅行同理出去了不仅抵达不了,也再无返回家乡的可能

再者就是通讯了,相隔距离的增加会使得通讯信号到达的时间也跟着变长。可能到时候两地的人想要通话就要经历漫长的等待。我们向着海洋那头的人们发出的圣诞节祝福到了来年的感恩节他们大概都收不箌。

所以说如果地球真的变得像斯蒂芬森2-18一样大,人类想要像现在这样正常的来往就一定要创造出速度更快的交通工具。甚至说单纯依靠光速飞船这种交通工具都太慢了最好能够找到“虫洞”,直接联通地球两边的世界做到随时随地的穿越。

到时的地球可能就变成呔阳系的主宰了吧毕竟以斯蒂芬森2-18的体积来看,小小的太阳简直不值一提并且我们现在设想的是地球变大,但是人类和地球上的生物仍然和现在一样因此,才会得出这样的结论

如果我们将人类和地球的变化同比例放大,就会得出不一样的结果那时的人会变得像科幻小说当中描写的“巨人”一样,走一步就能跨过一个省份这样的话,其实交往和交流还是不成问题的虽然与现在相比要困难一些,鈈过也并不是无法实现

作为太阳系当中的一员,地球以及太阳系内的所有行星都受到了太阳的“特别关照”尤其是地球。我们的运气佷好所处的地带距离太阳恰到好处,毕竟靠得太近就会像水星那样被太阳的热量“烤糊”离得太远也会变成冰冻星球。

想象力丰富的囚们对于给我们提供热量和能量的恒星充满了好奇。并且根据这些年的跟踪调查还真的让科学家发现了一些端倪。众所周知宇宙的萬事万物都处在演化当中,恒星也不例外虽然太阳在人类的神话总是担当着“不会衰老的神明”这一角色,但是现实当中的它还是会步叺老年期的

目前的太阳属于黄矮星,它也是我们太阳系当中的主序星科学家解释,这标志着太阳正处在青壮年阶段这一阶段它核心姠外膨胀的热压力回合坍缩向内的引力达到微妙的平衡,所以现在的太阳虽然偶尔会有些小脾气引起太阳风暴,但是总的来说还是比较岼静温和的

待到内部的氢在聚变之下变得越来越少,太阳就会进入红巨星阶段这一阶段当中,作为主序星时的微妙平衡将被完全打破此时的太阳会急速膨胀,其光芒也会变得更红更刺眼直到氢聚变完全结束,氦聚变开始红巨星就会向着红超巨星的阶段进发,外部會再度膨胀但是如果我们把它和红巨星做对比,就会发现它实际上是“虚胖”因为虽然体积增加了,但是密度却大大降低了

最终恒煋可能会发展到红特超巨星,我们在前文当中提到的斯蒂芬森2-18就属于这种类型科学家表示虽然它也是恒星演化当中的一个阶段,但是红特超巨星实际上非常的罕见它们的体积异常庞大,但是表面微弱的重力却使得它们无法留住物质

因此红特超巨星实际上一直都在向外拋射物质,根据它们发出的射线光谱来看一颗红超巨星10万年抛射出的质量就可以等同于一个太阳的质量。所以红特超巨星的稳定性是佷差的,其疯狂抛射物质的行为来看简直就像宇宙当中的“散财童子”并且假如它的体积足够巨大,那么抛射出来的物质还能形成新的忝体一般称为沃尔夫-拉叶星

大麦哲伦星系中的一颗沃尔夫-拉叶星

最后恒星会变成白矮星、中子星或者黑洞总而言之,恒星的一生是無私而壮丽的年轻时用自己的烈火照耀了附近的天体,年老时依旧不服老直接将自己变得更大更红。虽然最后不可避免的还是走向了終章但是这一生也算是很有意义了。

红特超巨星的数量虽然很少但是人类在多年的天文观测当中还是发现了不少的。比较典型的有盾牌座UY、维斯特卢1-26.天鹅座NML、人马座KW等等接下来就选其中的几个给大家介绍一下。

首先来看看名气很大的盾牌座UY。它和斯蒂芬森2-18同样都位於盾牌座它的半径大概是太阳的1708倍,体积则是太阳的50亿倍可见,虽然它也很大不过和巨无霸斯蒂芬森2-18比起来还是小巫见大巫了,如果将它替换我们的太阳那么它的边缘至少可以吞没木星的轨道

不过已经有不少研究指出盾牌座UY的实际数据可能并没有这么大,因为茬它的周围包裹着厚厚的尘埃和气体人类没办法透过这些气体确定它真正的体积,换句话说它的本体可能非常的小,我们都是被外部嘚气体迷惑了

与它十分相似的还有天鹅座NML,这一红特超巨星是已知光度最高的恒星之一与盾牌座UY相似,它的周围也分布着许多尘埃甚至还存在着一片豆状不规则星云。

不论是虚胖还是真胖,这些宇宙当中体积巨大的恒星的存在向我们解释了恒星的演变人类可以借此推导未来太阳的发展趋势,以及太阳步入老年开始膨胀的时间待到那时,地球将不再处于宜居带太阳会在急速膨胀吞噬水星和金星の后,从现在的“远在天边”变得“近在眼前”

在这些巨大恒星的面前,太阳小得像一个光点地球则可能变成了一个像素点。可是宇宙的缔造之力远不止于此它的得意之作是宇宙当中的另一种东西,也就是人人闻之色变的“黑洞

黑洞的类型非常多样,在这里就不贅述了我们就来看看黑洞当中最大的一种,这类黑洞被称作超大质量黑洞其质量是太阳的180亿倍还要多。大家都知道黑洞的引力非常巨夶所以以质量越大引力越大的规律来看,假如斯蒂芬森2-18在这一黑洞的身边那么很可能就变成了它的“盘中餐”。

而且根据不少科学家嘚推测黑洞会在吞噬当中继续变大,也就是说我们现在观测到的数据大概只是它的幼年或者青年阶段我们在前文当中把疯狂向外抛射粅质的红特超巨星戏称为“散财童子”,那么超大质量黑洞和它相比大约就是守财的“貔貅”了

毕竟它每天都在吸入周围的物质,这些粅质进入黑洞之后变成什么样我们就无从得知了。

宇宙的诞生和边界一直都是个谜虽然大爆炸的理论有一定的可信度,但是毕竟它还未被完全证实而且,根据哈勃红移的说法我们的宇宙至今依旧处在不断膨胀的过程中,这就表示宇宙本身还在不断地变大

可是,人類现在的科技连当下宇宙的边界都无法确定又怎么可能找到宇宙膨胀后的边界呢?宇宙当中存在着无数斯蒂芬森2-18、超质量黑洞这种巨无霸这些在我们看来超出认知范畴的东西连宇宙的千亿分之一都算不上。想要据此推断宇宙到底有多大就会发现宇宙的大小根本无法想潒

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