天狼星是夜空中最亮的恒星。我們現(xiàn)在看到的天狼星毋庸置疑肯定是藍(lán)白色的。而且在中國古代的一些記載中也已天狼星作為“白色”的標(biāo)準(zhǔn)
有關(guān)天狼星顏色的記錄和一些猜測(cè)
在2000年前的歐洲記錄中,關(guān)于天狼星的觀察結(jié)果是呈現(xiàn)紅色的!托勒密有可能犯了個(gè)簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤嗎?如果是這樣的話,他并不是唯一一個(gè)犯錯(cuò)誤的天文學(xué)家。因?yàn)樵?000多年前歐洲所有的文獻(xiàn)中,賀拉斯,塞內(nèi)卡,和阿塔斯都把天狼星描述成紅色,并且比托勒密還早了200年。
這是為什么?有沒有可能天狼星曾經(jīng)真的是紅色的,在2000年的時(shí)間里從紅色變成了藍(lán)白色?或者說有關(guān)天狼星古老的信息來源,包括托勒密在內(nèi)都不靠譜?并且和我國古籍的描述也相違背。這其實(shí)是個(gè)有趣的問題。以下是哈勃觀測(cè)的結(jié)果!
看看今天的天狼星,顯然不是紅色的。我們相信哈勃很靠譜,其實(shí)托勒密也沒有看錯(cuò)!這是怎么會(huì)是呢?
根據(jù)現(xiàn)在我們對(duì)恒星的了解,恒星在其生命周期內(nèi)大部分時(shí)間是很穩(wěn)定的,2000年真的太短不足以讓恒星的顏色發(fā)生變化。
你可能會(huì)想這會(huì)不會(huì)跟那個(gè)日落日出相似,和大氣有關(guān)!這也是科學(xué)家們的第一個(gè)想法:當(dāng)月球或者太陽靠近地平線的時(shí)候,看起來就是紅色的。例如:月球。
這個(gè)說法合理嗎?不幸的是,答案是否定的。為什么呢?首先我們看到的許多其他明亮的恒星也像天狼星一樣會(huì)出現(xiàn)在地平線附近的位置,它們的顏色都得到了準(zhǔn)確的報(bào)道,唯獨(dú)天狼星顏色有誤差。
此外,接近地平線物體的變紅效應(yīng)是眾所周知的,很難相信像托勒密這樣精通天文學(xué)的人沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。
還有,托勒密住在埃及,那里的天狼星在天空中的位置非常高,在一年中很多時(shí)候都不會(huì)出現(xiàn)在地平線附近。
還有人指出,可能在托勒密所在的地方發(fā)生了一些異,F(xiàn)象,比如劇烈的火山爆發(fā),高層大氣中的粒子改變了天體表面的顏色。這種情況的發(fā)生幾率太小了,而且公元前1世紀(jì)在歐洲的賀拉斯,與公元2世紀(jì)在非洲的托勒密不管從時(shí)間地域上都不相同。
(順便說一句,后來的一個(gè)消息來源指出:托勒密只是在他的作品中引用了天狼星是紅色的這句話,這也是有可能的,因?yàn)樗x了賀拉斯或阿勒?qǐng)D斯(都是詩人)的作品,并認(rèn)為天狼星也屬于一顆紅色恒星。然而,這一論斷無法得到證實(shí)或反駁,因此科學(xué)家們也不討論這一問題。)
那么,是什么導(dǎo)致天狼星在過去出現(xiàn)紅色呢?還有什么可行的解釋?目前有三個(gè)主要的思想流派。
博克球狀體阻擋星光
由星際氣體和塵埃組成的相對(duì)密集的星云在我們的星系中移動(dòng),是這些濃密的中性物質(zhì)擋住了星光,使后面最亮的恒星變紅。這是一個(gè)貌似可行的說法,因?yàn)橹行詺怏w云(氫)不僅可以從恒星的前面,使星光看起來是紅色的,而且氣體云只要移動(dòng)得足夠快,就可以在短短幾百年內(nèi)穿過恒星。
但這個(gè)論點(diǎn)在一點(diǎn)上是站不住腳的:天狼星令人難以置信的光芒。天狼星是天空中最亮的星星,并且2000年前也是這么報(bào)道的。那么有中性氣體云阻擋天狼星使其變紅,那么天狼星的亮度就會(huì)變暗,最多也就是在天空中第15亮的恒星。因此,這個(gè)想法遭到了廣泛的反對(duì)。
天狼星的雙星伴侶。
天狼星有一個(gè)白矮星伙伴,被稱為天狼星b。但是這顆白矮星是從恒星演化而來的!大多數(shù)類太陽恒星會(huì)燃燒氫發(fā)光發(fā)熱,但是它們核心耗盡燃料以后,會(huì)急劇膨脹,變成紅巨星。
如果天狼星B在2000年前是一個(gè)紅巨星,那么天狼星系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)非常明亮的紅色!但有一個(gè)巨大的問題:那個(gè)時(shí)候是紅巨星,如果2000年中有一天爆發(fā)了,那么現(xiàn)在應(yīng)該有行星狀星云!因?yàn)橐坏┮活w恒星變成了紅巨星,它的外層就會(huì)爆炸成行星狀星云,其中心就會(huì)坍縮成白矮星,就像下面的貓眼星云一樣。
根據(jù)現(xiàn)在的觀察沒有證據(jù)表明天狼星系統(tǒng)中存在行星狀星云,而且這一過程發(fā)生的時(shí)間尺度是以數(shù)百萬年為單位來計(jì)算的,而不是以數(shù)百年或數(shù)千年為單位。因此,這個(gè)想法,雖然看起來不錯(cuò),但不可能是正確的。
也許天狼星是一個(gè)三星系統(tǒng)。
這個(gè)想法實(shí)際上是可行的,而且最重要的是這個(gè)想法在觀測(cè)上可行!想象一下案例2中的紅巨星案例。如果在天狼星B附近還有另一顆密度更大的恒星殘。ū热缰凶有腔蚝诙矗,中子星會(huì)從紅巨星那里竊取質(zhì)量!
這個(gè)過程可能非常迅速,在幾千年之內(nèi)就能把天狼星B剝光,留下一個(gè)冰冷、死亡的白矮星核心。
其實(shí)現(xiàn)在大多數(shù)科學(xué)家都忽視了天狼星曾經(jīng)是紅色的,這一古老的說法。如果我們真的發(fā)現(xiàn)了天狼星a和b的三星伴星,這個(gè)古老的問題將得到解決。