天文中的暴力美学Top10

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　　作者：饶世豪

　　校对：牧夫校对组

　　后期：库特莉亚芙卡 李子琦

　　责任编辑：毛明远

　　自诞生之日起，宇宙中无时无刻不充斥着暴力，暴力塑造了这个宇宙。即使是和煦的阳光，也来自于一颗丝毫不安分的太阳。

　　下面，就让我们来盘点一番宇宙中的暴力事件，以及暴力中蕴含的美学。

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　　艾欧上的火山喷发

　　艾欧是木星的卫星之一，在这颗直径3642公里的卫星上，却遍布着400余座活火山，活跃的火山活动，一遍一遍摧残着艾欧的地貌。站在艾欧地表，你将被纵横交错的熔岩流包围着，你将呼吸着含硫化物的大气，你将透过高达数百公里的火山喷流，或是赤道附近怪异的极光，仰望着木星这颗庞然大物，大气十分稀薄，你将在活火山的包围中忍受严寒，甚至由于气压过低，还要同时感受全身体液的沸腾。这里是炼狱一般的存在。

　　艾欧上的火山活动想象图

　　在木星的潮汐力下，艾欧整体不断隆起收缩，最高的垂直变化能达到100米，正是这样的地质活动，源源不断地为火山喷发提供能量。

　　新视野号拍摄到的火山活动珍贵图像

　　也正是这样的暴力，铸造了艾欧这梦幻的色调，孔雀开屏般艳丽。

　　艾欧

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　　行星风暴

　　人类首次踏上火星。不料，初次造访火星的五人遭遇到了巨型风暴，探路先驱与地球失联，幸好当中有个植物学专家，在这颗贫瘠的星球上种着土豆等待救援。。。

　　——电影《火星救援》

　　火星是与地球近邻的行星，因其地表被赤铁矿覆盖而显红色。曾经暴力的地质活动塑造了火星现今的地貌，火星上有太阳系最高的奥林匹斯山，以及太阳系最大的峡谷水手号峡谷。40亿年前，未知的原因导致了火星活动的停滞，磁场消失，大气逃逸，水分蒸发，留下一片茫茫沙漠。然而，看似失去了活力的火星在时刻酝酿着风暴。

　　火星风暴不仅存在于院线大片中。2018年，火星沙尘暴再次席卷全球，数架火星探测器不得不暂停运作。

　　火星沙尘暴来势汹汹

　　（Credit: ESA）

　　历史记载中最早观测到沙尘暴席卷火星的人，曾将其当作火星上有生命的信号，他将蔓延火星全球的沙尘暴当作了春暖花开，万物复苏。

　　沙尘暴前后的火星面貌

　　火星这看似暴力的大气活动，实际上的破坏力微不足道。因其大气十分稀薄，沙尘暴实际上相当于雾霾天气刮起一阵微风。关闭的探测器，或许更多是因为雾霾天无法持续使用太阳能。

　　好奇号在沙尘暴中淡定自拍

　　同样是太阳系的行星，木星上的风暴就没有这么好惹了。

　　木星上最有名的风暴非大红斑莫属，这个肆虐了至少300年的大号风暴，似乎还没有停下来的意思。这个风暴长约25000千米，宽约12000千米，内部足够容纳整个地球。

　　再来感受一下这个大自然杰作的独特魅力。

　　这个行星风暴的代表，暴力美学巅峰争霸中的佼佼者，似乎有着一个典雅的名字——木星之眼（The Jupiter’s Eye）

　　木卫三（盖尼米德）掠过大红斑，看似一只炯炯有神的眼睛

　　（Credit: NASA/Hubble）

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　　苏梅克-列维9号彗星撞击木星

　　1991年7月，苏梅克-列维9号彗星在其与木星的洛希极限内被撕碎，碎片沿轨道运行，直至1994年7月17日，彗星的21片碎块陆续撞向木星，形成了彗木相撞的天文奇观。

　　彗木撞击场面

　　撞击过后木星上层大气留下的“疤痕”

　　一个是半径7万公里的庞然大物，一个是尺度约2公里的游离巨兽，两者相撞的火花，为远在地球的人们上演了一出精彩绝伦的视觉盛宴。同时也提醒着人们，大自然有着人类难以制衡的力量，我们应该时刻感激这样的暴力没有像6500万年前的希克苏鲁伯事件那样发生在人类身上。

　　7

　　X射线双星

　　如果说彗木相撞不过相当于吸尘器吸入了几粒灰尘，那接下来的场景，就是“灰尘”吃掉了“吸尘器”。

　　比喻为“灰尘”和“吸尘器”只是考虑到两个天体的大小，实际上，它们的质量相差一般在十倍以内。“灰尘”指的是中子星或是黑洞这类致密天体，而“吸尘器”则指质量与太阳相当的主序星，或是质量数十倍于太阳的大质量恒星。

　　X射线双星有两种情况。其一是类太阳的主序星运行轨道过于靠近致密天体，导致其充满洛希瓣，在洛希瓣顶点处，主序星的物质流向致密天体。其二是大质量恒星星风被致密星捕获并吸积。

　　伴星（类太阳主序星）充满洛希瓣，物质流向致密星的吸积盘

　　这一过程中释放能量的速率可达太阳释放能量速率的数万倍。

　　大质量天体间的蚕食中充满了暴力，这种暴力之中充满了难以名状的美丽。

　　X射线双星想象图

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　　海山二喷发

　　海山二（又称船底座η）是一个至少包含两颗恒星的系统，它的名气不在于它有着能和天狼星媲美的亮度，而在于它的亮度能够反复横跳。

　　海山二400年来亮度变化

　　(Credit: David J. Frew)

　　19世纪中期，这颗本不起眼的恒星突然跃居夜空中第二亮的恒星（系统），随后几十年又跌落到肉眼不可见的低谷。上世纪中期，这颗恒星终于又回到了肉眼可见的亮度，2014年时再次成为夜空中第四亮的恒星。其亮度如此过山车般演进的原因，可能是它时不时喷出一大团物质，而喷发的原因目前仍不得而知。天文研究者预测，这将是近几十年可期的超新星。

　　哈勃望远镜拍摄的海山二

　　就像含苞待放的花朵，爆炸也是一门艺术。

　　5

　　超新星爆炸

　　我不确定今晚我是否出去夜观星空了，准确来说，我不确定今晚除了那个参宿四之外是否还有其它星星在夜空中发光。今夜我们所有人都是观众，大家一起看着培提其乌斯（Betelgeuse）旁若无人地在那个我们都无法触及的深空中光芒四射，然后顺手把那儿变成了猎户（Orion）恐怖的梦魇。我不知道我的一生中会有多少次像现在这样觉得言语如此苍白无力，我只知道今晚上帝的视星等，是-12.6等。

　　参宿四爆炸时的朋友圈文案大家都准备好了吗[\斜眼笑]

　　超新星爆炸是中高质量恒星演化末期要经历的一个阶段，突发地放出极大能量的电磁辐射，照亮整个星系，这一阶段常常能持续数周甚至数月，然后逐渐暗淡，消失于星辰大海。

　　1054年超新星爆发留下的遗迹 蟹状星云

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　　活动星系核

　　距银河系数十亿光年的遥远太空中，有一类活动性很强的星系，它们的中心一般包含着质量数亿倍于太阳的黑洞。黑洞不断蚕食吸积着周围的物质，形成的吸积盘大小甚至需要光行进数天甚至数月才能走到边界（目前人类探测器走到最远的距离大约光行进8个小时），大量物质的重力势能转化为辐射能向外释放，在一些吸积速率极高的活动星系核中，物质受到的使其下落的引力甚至不及吸积造成的辐射压力。

　　伴随着活动星系核的，常常还有其吸积产生的喷流，物质以接近光速朝着两边喷出数百万光年（银河系尺度仅数十万光年）。

　　活动星系核的喷流

　　这是一个可怕到难以想象的炼狱。因为距离十分遥远，我们现在看到的活动星系核发出的辐射可能历经了数十亿甚至百亿年才到达地球，它们还生活在早期的宇宙，让我们得以窥视早期宇宙的混乱与暴力。

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　　双中子星并和

　　2017年8月17日，人类首次探测到双中子星并和。这类致密天体的并和产生巨大的能量，不只是释放出强烈的电磁波辐射，还掀起了时空的涟漪。

　　这种暴力更加厉害，已不止是能够打碎分子的辐射，不止是撕碎的潮汐力，不止是爆炸的冲击力，引力波的暴力是能扭曲时空的，两个物体的距离能够跟随引力波的频率改变，即使没有任何外力去移动它们。

　　双中子星绕转激起的时空涟漪

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　　日冕物质抛射

　　1989年3月12日，美国南部的佛罗里达州罕见地出现了极光现象，次日，加拿大魁北克发生大规模停电。这一切的诱因是3月10日太阳的一次强烈爆发。

　　上图是探测器记录的一次日冕物质抛射，若这次抛射对准地球，则会有大量的等离子体抛向地球，扰乱地磁场，从而导致低纬极光及大规模电子设备故障。

　　磁重联

　　上图所示，两条反向的磁力线叠加在一起，重新连接后，磁力线像弹弓一样将等离子体抛射出去。

　　磁重联示意图

　　西班牙建筑师安东尼奥·高迪曾说：“直线属于人类，曲线属于上帝”。

　　通常观测到的太阳结构由磁力线束缚，富有行云流水般艺术感的曲线，在各方作用下，又能表现出强劲有力的一面，柔和中寓有暴力。由于探测器分辨率限制，距离更远的暴力美学难以清晰显现出来，而太阳上富于变化的形态美学，更是接近于“触手可及”的美，是当之无愧的暴力美学代表。

　　1

　　宇宙大爆炸

　　137亿年前，一个孤单空虚的奇点极速膨胀，在混乱中创造出了物理定律，诞生了粒子家族，为之后星系和恒星，以及生命的诞生奠定了基础，宇宙大爆炸是一切暴力美学的始祖。

　　我们已经无法回溯到大爆炸的时期一探究竟，只能透过其留下的遗迹推测想象那个时期的暴力，混乱，与美。

　　宇宙微波背景辐射

　　(Credit: Planck)

　　『天文湿刻』 牧夫出品

　　微信公众号：astronomycn

　　乍一看，花椰菜也躲不开暴力啊

　　嗖！发射！