美國航天局(NASA)的「星系演化探索者」太空望遠鏡,最近重新發現了一顆已經研究了四百年之久的恆星:米拉(Mira)。說「重新發現」,是因為天文學家觀察到老朋友「米拉」竟然有一條長長的尾巴。

  米拉的中文名字叫「芻蒿增二」,又叫作「鯨魚座O」,是位於鯨魚座的一顆紅巨星。說到紅巨星,顧名思義,當然是大個頭的紅色天體。其實紅巨星是一個天文學專有名詞,指的是一種老年恆星。據說太陽在幾十億年後也會成為紅巨星,那時候太陽直徑大約是現在的一百倍大,地球上的一切都將變成焦土。最終還將吞噬掉包括地球在內的內行星。

  米拉就是這樣的紅巨星,它距離地球三百五十光年,是天文學家大衛.法比利薩斯在1596年8月3日開始了一系列的觀測之後才確認的。從那以後,米拉一直是天文學界關注的對象。然而直到今天,才發現它還有一條壯觀的「尾巴」,這不能不使人們感到詫異。

  科學家們解釋說,NASA的「星系演化探索者」望遠鏡對紫外光非常敏感。米拉的尾巴恰恰是在紫外光區,這也許是以往的觀察都沒有能夠發現米拉真面目的原因吧。

  據美國航天局的影像顯示,米拉的這條尾巴是由碳、氧、氮等物質組成的淡藍光束,約十三光年長,相當於冥王星到太陽距離的兩萬倍。以往人們認為,有尾巴的天體只有慧星,恆星有尾巴這還是頭一遭,真令人大開眼界。

   

   
    NASA的「星系演化探索者」太空望遠鏡。(NASA)    

超速的恆星 並不孤獨

  米拉有許多引人注目的方面,其中之一是,它以每秒130公里的速度穿過銀河系。為甚麼會這麼快?目前還沒有明確答案。據天文學家猜測,可能是其它天體引力作用造成的。

  米拉並不孤獨,與它一起在星際間高速旅行的還有一顆伴星。其實米拉本身就是一對聯星,我們前面提到的紅巨星「米拉A」是主星,伴星叫「米拉B」,是顆白矮星,它比「米拉A」還要老。

  所謂白矮星,是老年恆星經歷了紅巨星階段後,會將外殼拋出形成行星狀星雲,而留下一個核聚變產生的的高密度核心,即白矮星。再往後,就是真正的壽終正寢。不過恆星的死亡不是安祥的,而是伴隨著劇烈的超新星爆發。這是恆星死亡時的壯烈場面,同時呢,爆炸所產生的衝擊波也會壓縮附近的星際雲,引致新的恆星的產生。

  看來這超速的米拉,竟然還是一對老年伴侶。另外,米拉和伴星是相互環繞的,軌道週期約為400年。

變星米拉——奇妙的星

  紅巨星的米拉還是一顆振盪的變星,就是說它的亮度隨著時間週期性變化。法比利薩斯首先在觀測水星的時候,他因為需要一顆參考星來做位置的比較,挑選了一顆鄰近而先前未曾注意到的三等星。到了8月21日,這顆參考星的光度增加了一個星等,到了10月卻暗至看不見。當時法比利薩斯猜想它是一顆新星,在1609年的2月16日又看見了這顆星。

  終於,約翰.霍華德測量出這顆恆星的變光週期大約是11個月;約翰.赫維留也在同時段觀測到了它,因為在天空中,沒有任何一顆已知的恆星有像米拉這樣的行為,所以在1662年的《Historiola Mirae Stellae》中將之命名為「米拉」(意思是奇妙的星)。

  人類的天文觀測史幾乎與人類的歷史一樣長,那麼,為甚麼在此之前沒有人描述過米拉呢?其實有學者提出,人類可能很早就知道米拉了,甚至認為,公元前二世紀的一些文件中,就有關於米拉的線索。中國古代的天文觀測也非常發達,在1596年的檔案文獻中也有描述。但是由於當時只記錄了出現的星官,因而難以確認。

  正因為米拉的亮度的變化,因此對它的距離的估計並不是很精確。早期的估計是約220光年,後來有資料認為是417光年。

  值得一提的是,在現代天文學體系中,米拉是長週期的「米拉變星」的「樣本」恆星,它和其它已知道的六千多顆都是紅巨星。

   

   
    米拉(紅巨星)向外拋射物質,並高速飛行。在過去三萬年中走過了十三光年的距離。(NASA)    

有助研究恆星死亡過程

  在幾十億年前,米拉是與我們的太陽一樣的恆星。米拉耗盡了核心的氫燃料之後,繼而開始燃燒核心外圍的氫氣層。這不僅使星體亮度大增,同時體積也開始膨脹。由於體積膨脹太快,內部燃燒發光跟不上,結果造成表面溫度的降低,從而呈現紅色。漸漸的,米拉會將它所有的氣體物質拋出,變成一顆白矮星。

  米拉約從大約三萬年前開始噴發物質,進入漫長的恆星死亡歷程。同時,由於米拉高速在宇宙中飛行,於是它拋出的物質就在它身後留下了長長的尾巴。

  科學家認為,米拉尾巴含有的碳、氧等物質,可能促成新恆星、行星,甚至新生命的誕生。這項發現對於研究太陽等恆星如何死亡、最終誕生新太陽系的歷程有很大助益。

  此外,科學家們還發現,由於米拉高速行進,在它的前方形成了激波。激波主要由熱氣體構成,這些熱氣體也會將米拉拋散在身後的物質加熱,形成紫外線的光。如果不是望遠鏡能進入紫外光區,米拉的尾巴還將隱藏在我們的視線之外。 ◇
 

米拉(右端)和它的長尾巴。(NASA)
米拉(右端)和它的長尾巴。(NASA)

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