一高速运转的白矮星,将在2.9万年后逼近太阳系?有办法防范吗?

说宇宙寻真理 2024-07-03 01:58:49



宇宙中大约有2000亿到4000亿个星系,每个星系中都存在着数千到数万亿恒星。

然而,你是否想过,如此多的恒星、行星聚集在同一空间,为何它们可以井井有条地运行,而不是相互碰撞?

这个问题自天文学开始发展后便萦绕于人类的头顶,于是无数科幻作品中人们都不约而同地表现出了同一个担忧——“小行星撞地球”。注意!时至今日,这已并非只是单纯的想象,而极有可能成真!

近期,来自欧洲航天局(ESA)的盖亚卫星传回了一则重磅消息:一颗来自遥远宇宙空间的白矮星正在高速逼近太阳系!而留给人类的时间,只剩下2.9万年左右。

白矮星,到底是何许星也?为何这颗白矮星脱离了既定的轨迹,朝着太阳系飞奔而来?它会影响到地球,使得人类文明灭亡吗?

来自船尾座的星星

2013年12月19日,法属圭亚那的库鲁航天中心成功发射升空了一枚火箭——联盟号。联盟号的此次发射在天文学界是万众瞩目的,原因在于,它承担着一个十分重要的使命,那就是把盖亚卫星顺利送到计划的轨道上。

欧洲航天局对发射这枚卫星的计划可以说是“蓄谋已久”。按设想,它在进入轨道后,将对银河系内的所有恒星进行一次前所未有的观测,以记录高达10亿颗恒星的位置、特征、运动轨迹,以及它们与地球之间的距离,从而构建一张银河系最大、最精确、最完整的“三维星图”。

盖亚卫星之上承载的是当时最为先进的高精度望远镜以及一系列高精尖科学设备,它能够以微角秒级别的精确度测量恒星的位置、运动轨迹以及一系列数据。

“微角秒级别”是什么概念呢?我们要从角度测量的基本单位来入手解释:众所周知,一个圆可以划分为360°,而每一度又可以划分为60角分,每一角分再可以划分为60角秒。微角秒是比角秒还要小的单位,1微角秒只相当于1角秒的百万分之一。

可以说,即使一个天体只变化了几百万分之一度这样微小的角度,也逃不过盖亚卫星的捕捉。

实际上,盖亚卫星设计之初并非只是为了检测宇宙中潜在的威胁,以保护地球的安全。但从盖亚卫星分批次发布的众多科学数据中,全球天文学家还是“不由自主”地发现了那些正在默默靠近地球的小行星,以及其他天体。

白矮星WD 0810-353正是其中之一,它正以每秒约373.7公里的速度接近太阳系,照这个速度,大约2.9万年后它就有可能穿越太阳系。

这颗白矮星位于南天星座之一的船尾座方向,距离我们大约36光年。如果在冬季至早春时节,站在地球的北纬39°以南,例如澳大利亚、新西兰、南非等国家,你就可以完整地观察到船尾座。

那么,白矮星WD 0810-353到底是怎么诞生的?众所周知,恒星是有着有限的寿命的。一旦它内部的“燃料”氢分子消耗殆尽,那么它就再也无法通过核聚变的能量“支撑”自己的重量,于是将会向其核心坍缩,成为质量极为致密,但体积却很小的天体。

当质量较大的恒星走到寿命尽头后,它会引发剧烈的超新星爆炸,而后成为一颗中子星。中子星的直径一般只有20公里左右,但质量却可达到太阳的数倍。此外,它还拥有极强的磁场,会高速旋转。而若恒星的质量超过太阳的30倍以上,它在死亡后就会形成黑洞,吞噬周围的一切物质,甚至包括光。

那么,如果这颗恒星的质量不够大,既不能形成中子星,又不能形成黑洞呢?白矮星就这么诞生了。中等质量的恒星在消耗完其燃料后,外层将会膨胀为红巨星,随后这些外层将被它“抛”出去,只留下一个致密的核——这就是白矮星。

白矮星的密度很高,但光度很低,其大小与地球差不多,但质量却可比肩太阳。

白矮星为何突然冲向太阳系?

一般来说,无论是行星、恒星,还是恒星死亡后形成的白矮星、中子星,甚至是黑洞,都有着其自身既定的运行轨道,颇有秩序地在宇宙空间中运动,受到各方引力的牵引,是不会“突然”向某个方向“猛冲”的。

既然如此,白矮星WD 0810-353为何又会以每秒373.7公里的高速向太阳系行进呢?这看似很不科学,但其实只要把眼光放得足够宽广,你就可以理解这种看似特殊的现象。

无论是前文提到的“36光年”的距离,或是“每秒373.7公里”的高速,又或是“2.9万年”后到达太阳系的时间,这些数字对于人类来说几乎已经是一个文明难以跨越的天堑,但其实若以宇宙的尺度来看,都算不上什么。

36光年不过是宇宙中微小如尘埃的一段路,每秒373.7公里甚至可以算是“龟速”,2.9万年也不过弹指一挥间,甚至不足以形成一个天体。

也就是说,白矮星WD 0810-353并非“故意”向太阳系进发,它和太阳系只不过都是“走在自己的路上”,沿着自己本来的轨道运行,只不过恰好在路上“偶遇”了。

宇宙中的恒星会自然地运动,受到各方引力相互作用的影响,在其轨道上移动,有时它们会接近其他的恒星系统,这是银河动力学的正常现象。

让我们在脑海中想象几个圆圈,你就能很快理解这样的情形:地球绕着太阳转动,它的轨迹可以看做是一个圆圈;而太阳绕着银河系的中心转动,这又是一个圆圈;银河系还会绕着更大的中心转动,这是银河系中最大的圆圈。

在银河系的圆圈中,太阳的圆圈只占据一个极小的部分。而无论是白矮星WD 0810-353,或是其他的恒星,都有着自己各自的圆圈,它们有的大、有的小,在运行过程中,只要时间放得足够长,就难免会交错——这就造成了白矮星WD 0810-353好像在“冲”向太阳系的结果。

所以,白矮星WD 0810-353并非“突然”向太阳系发起了“冲锋”,首先它只是在自己的轨道上运行,恰好在这一段时间里向着太阳系移动;其次它的速度在宇宙中是很缓慢的,算不上“猛冲”。

人类有应对的手段吗?

看起来,白矮星WD 0810-353将会降临太阳系已经是板上钉钉的事了,那么,在人类还剩下的2.9万年时间里,我们需要做点什么,来避免自己的灭亡吗?

实际上,你并不需要担心白矮星WD 0810-353会给人类文明带来什么灾祸。原因在于,它虽然会十分靠近太阳系,最近距离估计在0.49光年左右,但这对于地球来说仍然是一个十分难以跨越的距离。毕竟,太阳系的半径范围也只不过在0.0002光年左右。

所以,白矮星WD 0810-353的接近并不会对地球或者太阳系中的其他行星造成直接的撞击或是其他什么灾难性的影响,最多只是吸走一些位于太阳系外层的小型天体。

实际上,学界对于白矮星WD 0810-353到底会不会到达太阳系附近还存在争议。在最新的研究报告中,科学家John Landstreet、Eva Villaver和Stefano Bagnulo等人指出,这颗白矮星自身的强大磁场可能欺骗了人类的观测,使得大家误以为它正在朝着太阳系移动——而事实究竟如何,还需要进一步的观测。

那么,假设学界的两种观点都错了,白矮星WD 0810-353在2.9万年后不仅只是靠近太阳系,而是直接进入了太阳系,与太阳或是地球发生了碰撞,又会发生些什么呢?

首先,白矮星虽然体积很小,但质量却很大,这也意味着它的引力十分巨大。因此,它一旦进入太阳系,太阳系的各大行星的运行轨道就会受到干扰,彻底改变太阳系的结构。这个过程中,地球可能会与其他行星或是卫星发生碰撞,一旦碰撞发生,人类文明就将面临灭顶之灾。

而如果在引力改变的过程中地球碰巧逃过一劫,但太阳系的结构已经改变,地球的气候也将发生剧变,这对人类文明来说同样是难以抵抗的。随着白矮星的接近,地球也会被其强大的引力所撕碎,就像靠近黑洞的天体一样,最终成为不可名状的能量。

如果事实果真如此,那么在这2.9万年的时间内,我们必须发展出足以控制恒星的科技水平,例如可以直接利用恒星能量的“戴森球”,来消解白矮星带来的影响。或是拥有一种足以毁灭恒星的武器,但这样的武器显然还太过于超出人类的认知。

再或者,人类还可以“举家搬迁”,利用超光速宇宙飞船,或是尚且存在于理论阶段的“虫洞”,进行一次“星际穿越”,到达其他安全的星系。如果这一切都不行,那么人类或许就只能像《流浪地球》中所描述的那样,在世界各地安装上大推进器,“带”着地球逃出太阳系了。

无论如何,对于我们这一代人来说,完全不必担心会有什么“天外来客”撞击地球,因为一定范围内的大小天体的运行,都掌握在科学家们的监控中。

至于2.9万年后,我们也无法预料人类的科技水平将会发展到何种地步。我们可能已经提升了几个文明等级,也可能遇见瓶颈,以至于原地踏步,还可能早在这一时刻到来之前,就因不间断的战争或是环境问题,已经自取灭亡!

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