恒星并不是“永恒”的。当一颗恒星耗尽核心燃料时,它便进入到了生命历程的最后时刻:它的体积疯狂的膨胀,暴增百万倍,亮度也迅速的增加到原来的数千乃至数万倍,而表面温度则骤降到了4800K(约4500℃)以下。因为表面温度的骤降,恒星发出猩红色光芒。它变成了一颗红巨星。大约在50亿年后,太阳也会演化成一颗红巨星。
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红巨星
你知道吗?不用等到50亿年后,我们就能一睹红巨星的风采。在整个夜空肉眼可见的6000多颗中,就有5颗超亮的红巨星。它们的亮度均在2等以上。这都是哪些恒星呢?咱们一起来聊一聊这些如红宝石一般的巨星。
北河三
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北河三和双子座
北河三是双子座最亮的恒星,视星等为1.14,是全天第17亮的恒星。每年的12月到次年的4月是观察双子座北河三的最佳时间。这段时间内,只要我们能够找到冬季大三角,顺着大三角之一的小犬座南河三向天顶寻找,就会看到两颗近距离并排的明亮恒星,其中更亮一些橙红色恒星就是北河三,另外一颗稍暗一些的蓝白色恒星则是北河二。
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北河三和太阳比较
北河三距离地球大约33.78光年,是距离太阳最近的巨星。它的质量约为太阳的1.91倍,半径大约是太阳的9倍,也就是大约626.44万公里,其体积约为太阳的729倍,表面温度4586K(大约4300℃),光度大约是太阳的33倍。目前北河三已经耗尽了核心处的氢燃料,开始演化为红巨星了。
别看现在的北河三膨胀的不是很厉害,但在1亿年后,它可能会膨胀到300~500倍太阳半径,足以装下2700万~1亿2500万个太阳,光度可能达到太阳的5000~10000万倍。1亿年后的北河三发出明亮的红色光芒,亮度仅次于金星。
大角星
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牧夫座和大角星
大角星是牧夫座最亮的恒星,视星等为-0.05,是全天第四亮的恒星。大角星在夜空中的存在感极强。在北纬40°附近,从3月份到10月份这长达8个月的时间内,我们都能在夜空中看到它橘黄色的身影。
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大角星和太阳
大角星距离地球大约36.7光年,质量约为太阳的1.08倍,半径约为太阳的25.4倍,表面温度约为4286K(大约4000℃),亮度是太阳的110倍。大角星的质量比太阳略大一点,它的半径却是太阳的25.4倍,也就是大约1768万公里,体积是太阳的16000多倍!很显然,大角星已经进入到红巨星阶段了。科学家估计大角星已经有71亿年的“高龄”了。不难预料,在未来的数亿年内,夜空中的大角星会变得越来越红,最终它会成为一颗白矮星。
看着夜空中橘黄色的大角星,我们仿佛穿越了时空看到了44亿年后的太阳。
毕宿五
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毕宿五和金牛座
毕宿五是金牛座最亮的恒星,视星等为0.85,是全天第14亮的恒星。冬季是观测毕宿五的最佳季节。我们沿着天狼星和猎户座腰带的参宿三星(参宿一、参宿二、参宿三)的连线方向,延长大约1倍距离会看到一颗明亮的橙色恒星。它和周围的一些恒星组成了一个V字形。这颗恒星就是毕宿五。
毕宿五距离地球大约65.3光年,质量大约是太阳的1.16倍,半径约为太阳的44倍,也就是大约3060万公里,体积是太阳的大约85000倍。毕宿五的表面温度约为3900K(大约3600℃),光度约为太阳的440倍。
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毕宿五、大角星、北河三大小比较
科学家估计毕宿五目前的年龄为64亿年,是一颗比太阳古老的恒星。它已经处于红巨星分支(RGB)的氢壳燃烧阶段。这意味着毕宿五核心处的氢燃料已经耗尽,核心处温度因为持续收缩飙升到了1亿℃。而核心外氢壳层的核聚变释放的能量又将恒星外层物质向外推,使得毕宿五的体积不断地膨胀。而当毕宿五的核心再次被点燃,也就是发生氦闪时,毕宿五的红巨星分支阶段也就结束了。
心宿二
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心宿二与天蝎座
心宿二是天蝎座最亮的恒星,视星等为0.96,是全天15亮的恒星。夏季是观测心宿二的最佳季节。8月中旬的初秋天黑后,心宿二便出现在离地平线不远的正南偏西一点的天空中。它那明亮的红色非常醒目。在它的两边还有两颗暗一些的蓝色恒星,分别是心宿一和心宿三。它们三个连在一起好像是一根压弯了扁担。
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心宿二与毕宿五
心宿二距离地球大约550光年,质量约为太阳的12倍,半径是太阳的883倍(约6.1亿公里),体积约为太阳的6.9亿倍,表面温度3750K(大约3500℃),光度是太阳的大约76000倍。科学家推测心宿二的年龄仅有800万年,但已经演化为红超巨星了。所谓的红超巨星,就是光度最高的那一类红巨星。由于质量巨大,心宿二很可能会在100万年内发生发生超新星爆炸,并坍缩为中子星。
参宿四
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猎户座与参宿四
参宿四是猎户座第二亮星,视星等0.5,通常为全天第10亮星。冬季是观测参宿四的最佳季节,猎户座左肩膀红色恒星就是它,同时也是冬季大三角三颗恒星之一。
参宿四距离地球约640光年,质量约为太阳的11.6倍,半径约为太阳的887倍,体积约为太阳的6.9亿倍。其表面温度约3590K(约 3300℃),光度是太阳的9~15万倍。跟心宿二一样,它的年龄约800万年,同样是一颗红超巨星,并且核心已进入到了碳氧等重元素聚变阶段。这也意味着它已经时日无多了,它随时会发生超新星爆炸。
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参宿四、心宿二与太阳比较
在未来的某一天,心宿二和参宿四都会发生超新星爆炸。那时候它们的亮度突然堪比满月甚至白天都可见。这将是人类历史上难得的近距离观察大质量恒星之死。好在,由于隔着500多光年的安全距离,它们俩的爆炸对我们不会产生任何威胁。
而剩下的北河三、大角星和毕宿五这三颗红巨星都不会发生超新星爆炸,白矮星是它们的最终归宿。
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