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TUhjnbcbe - 2024/4/1 17:07:00
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恒星的自转有多快?宇宙的万事万物都处于旋转的状态,行星和行星的卫星产生自转,行星和卫星在自转的同时绕着自转的恒星旋转,恒星和行星在自转的同时绕着自转的星系旋转。从微观粒子到宏观天体,一切物体都在做不停地旋转运动,在自转或公转的轨道上一路“风尘仆仆”。人们可以在田间和工厂的劳作中休息片刻,抬头观望天空上令人睁不开眼的火热球体——太阳,它像所有的恒星一样拥有旋转轴。

人们不能用“裸眼”长时间地观望,炙烈的阳光可能永久地灼伤人的眼睛,可以使用特别用途的望远镜,直接观测太阳表面的黑子和其它特征。人们在追踪太阳的运动轨迹时发现,太阳赤道的每一点需要24.47天才能绕太阳的旋转轴转动一圈,较慢的极点需要26.24天才能绕太阳的旋转轴转动一圈。

太阳并非是一个固体性的岩石球体,它由炙热的等离子体构成,太阳的不同区域以不同的速率进行旋转,但太阳自转得得十分缓慢,它几乎成为了理想的球体。假如阿波罗被推选为“太阳之神”,当他“相安无事”地站在太阳表面,也会随着太阳一起转动,他的转动速度可以达到大约每小时公里,这似乎是一项令人吃惊的高速度,但和其它类型的恒星进行对比时得出了怎样的结果?一颗恒星自转的最快速度是多少?

阿森纳是一颗比太阳的自转快得多的恒星,位于波红星座,距离地球为光年,天文学家将它列入了天空最亮的10颗恒星之一,阿森纳的质量大约是太阳的7倍,它每两天沿着自身的旋转轴转动一圈。近距离地观看阿森纳时,它看上去好像一个扁平的球体,设想一下,用一把“天尺”测量从它的北极到南极的距离,阿森纳的直径是太阳的7.6倍。它拥有扁平的外形,用一把“天尺”测量它的赤道周长,它的赤道圆周长是太阳的11.6倍。

设想一下,阿波罗“太阳神”变身为“阿森纳神”,站在阿森纳恒星的表面时,阿波罗呼啸而过的速度达到了每小时90万公里。人们目前已知的最快自转速率的恒星是VFTS,它的质量是太阳的25倍,距离地球大约为16万光年,它位于大麦哲伦星云内的蜘蛛星云,而蜘蛛星云是一个炼造大质量恒星的“梦工场”或“梦想的舞台”,好似一个创制恒星的“孵化器”。

设想一下阿波罗站在恒星VFTS的表面,“奔跑吧,兄弟!”,阿波罗的旋转速率为每小时2百万公里。VFTS的自转速度极为迅猛,几乎达到了“土崩瓦解”程度,它只能勉强维持自身的完整性,任何由额外“提速”带来的离心力都将克服它的自身引力,当“捆绑”恒星VFTS的引力遭到离心力的摧毁,它将被撕裂成碎片,这就是天文学家看不到它有任何更快自转速度的原因,不能处理更快自转速率的问题,只能尽量避免毁灭性的更高自转速率。VFTS是人们目前发现的最快自转的恒星。

恒星VFTS出现了一个有趣的现象,它比周围的恒星拥有快得多的太空穿行速度,天文学家认为它曾是一个双星系,它的伴星发生了超新星爆炸,巨大的爆炸能量将它“甩开”,好像“弹弓效应”产生的推动力,恒星VFTS被它的超新星伴星“弹射”到很远的地方,在太空中得到了“快马加鞭”的穿行速度。不仅活的恒星产生自转,而且死的恒星也是如此。

死亡恒星将自转带入新的层次,通过恒星的塌缩作用形成了中子星,这类恒星的质量远高于太阳,大质量恒星进入死亡阶段时,它将以超新星方式产生巨大威力的爆发。中子星从大质量死亡恒星的遗骸中以突然的方式产生,质量相当于太阳两倍的恒星被压缩成微小的球体,它的直径大约是20公里,恒星自带的角动量得以保存并转移到中子星,高速转动的中子星遵守角动量的守恒。

天文学家曾经记录过最快的中子星,它的自转达到了大约每秒次,如此高速自转的中子星将发出强烈的辐射光束,当中子星的光束扫过地球时,好像灯塔的光束划过了黑暗中的行船。中子星发出的周期性辐射光束被物理学家称之为脉冲。普通恒星在高速自转中可能被离心力撕裂,但中子星拥有非常高的物质密度和引力,它们在高速自转中没有被离心力撕裂成“七零八落”的碎片。中子星的辐射光束在时间过程中将会逐渐剥落和消耗自有的角动量,它们的自转速率随之下降。

黑洞的自转比中子星更快,当一个黑洞处在活跃期时,十分贪婪地从它的双星系伴星中攫取“营养物质”,一个超大质量的黑洞可以轻易吞噬周围的恒星。有些黑洞的自转几乎达到了光速,物理学的光速最大规律阻止了宇宙中的任何物体以超光速转动。黑洞自转的速度接近了物理学规律的边界,但没有破坏光速最大化的物理规律。

天文学家最近发现了一个超大质量黑洞,它的自转速度达到了光速的87%,相对论运动物体以光速为限。有些物理学家指望了反物质在黑洞“潜伏”,而反物质储存了人类未来所需的宝贵能量,他们可能会大失所望,天文学家确实在寻找反物质的“藏身之地”,但迄今没有发现任何的痕迹。毫无疑问,黑洞是已知自转速度最快的天体。

(编译:-7-1)

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