冷熱共存的星體

你聽說(shuō)過(guò)這樣一個(gè)奇怪的星體嗎?早在20世紀(jì)30年代，天文學(xué)家在觀測(cè)星空時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的天體。對(duì)它的光譜所做的分析表明，它既是“冷”的，只有幾千攝氏度；同時(shí)又是十分“熱”的，達(dá)到幾十萬(wàn)攝氏度。也就是說(shuō)，冷熱共生在同一個(gè)天體上。1941年，天文學(xué)界把它定名為共生星。它是一種同時(shí)兼有冷星光譜特征(低溫吸收線)和高溫發(fā)射星云光譜(高溫發(fā)射線)的復(fù)合光譜的特殊天體。幾十年來(lái)人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約100個(gè)這種怪星。許多天文學(xué)家為了解開怪星之謎耗費(fèi)了畢生精力。

最初，一些天文學(xué)家提出了“單星”說(shuō)。他們認(rèn)為，這種共生星中心是一個(gè)屬于紅巨星之類的冷星，周圍有一層高溫星云包層。紅巨星是一種晚期恒星，它的密度很小，體積比太陽(yáng)大得多，表面溫度只有二三千攝氏度。可是星云包層的高溫從何而來(lái)，人們還是無(wú)法解釋。太陽(yáng)表面溫度只有6000℃，而它周圍的包層——日冕的溫度卻達(dá)到百萬(wàn)攝氏度以上。能不能用它來(lái)解釋共生星現(xiàn)象呢?日冕的物質(zhì)非常稀薄，完全不同于共生星的星云包層。因此，太陽(yáng)不算共生星，也不能用來(lái)解釋共生星之謎。

也有人提出了“雙星”說(shuō)，認(rèn)為共星是由一個(gè)冷的紅巨星和一個(gè)熱的矮星(密度大而體積相對(duì)較小的恒星)組成的雙星。但是，當(dāng)時(shí)光學(xué)觀測(cè)所能達(dá)到的分辨率不算太高，其他觀測(cè)手段尚未發(fā)展起來(lái)，人們通過(guò)光學(xué)觀測(cè)和紅移測(cè)量測(cè)不出雙星繞共同質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。而這是確定是否為雙星的最基本物質(zhì)特征之一。

隨后，天文學(xué)家用x射線、紫外線、可見光、紅外線到射電波段對(duì)共生星進(jìn)行了大量觀測(cè)，積累了許多資料，共生星之謎逐步揭開。

近些年，天文學(xué)家用可見光波段對(duì)冷星光譜進(jìn)行的高精度視向速度測(cè)量證明，不少共生星的冷星有環(huán)繞它和熱星的公共質(zhì)心運(yùn)行的軌道運(yùn)動(dòng)，這有利于說(shuō)明共生星是雙星。人們還通過(guò)具有高的空間分辨率的射電波段進(jìn)行探測(cè)，查明了許多共生星的星云包層結(jié)構(gòu)圖，并認(rèn)為許多共生星上存在“雙極流”現(xiàn)象(從一個(gè)星的兩個(gè)極區(qū)向外噴射物質(zhì))。現(xiàn)在，大多數(shù)天文學(xué)家都認(rèn)為，共生星可能是由一個(gè)低溫的紅巨星或紅超巨星和一個(gè)具有極高溫度的看不見的極小的熱星，以及環(huán)繞在它們周圍的公共熱星云包層組成。它是一種處于恒星演化晚期階段的天體。

有的天文學(xué)家對(duì)共生星現(xiàn)象提出了這樣一種理論模型：共生星中的低溫巨星或超巨星體積不斷膨脹，其物質(zhì)不斷外溢，并被鄰近的高溫矮星吸積，形成一個(gè)巨大的圓盤(即所謂的“吸積盤”)，吸積過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和高溫。由于它們距離我們太遠(yuǎn)，我們區(qū)分不出它們是兩個(gè)恒星，而看起來(lái)像熱星云包在冷星的外圍。

但是“雙星”說(shuō)并未最后確立自己的地位，一個(gè)重要原因是迄今為止未能觀測(cè)到共生星中的熱星。科學(xué)家只不過(guò)是根據(jù)激發(fā)星云所屬的高溫間接推論熱星的存在，從理論上判斷它是表面溫度高達(dá)幾十萬(wàn)攝氏度的矮星。許多天文學(xué)家認(rèn)為，對(duì)熱星本質(zhì)的探索，應(yīng)當(dāng)是今后共生星研究的重點(diǎn)方向之一；另外，還要加強(qiáng)對(duì)雙星軌道的測(cè)量，進(jìn)一步收集關(guān)于冷星的資料，以探討其穩(wěn)定性。

天文學(xué)家指出，對(duì)共生星亮度變化的監(jiān)視有重要意義。通過(guò)不間斷的監(jiān)視，可以了解其變化的周期性，有沒(méi)有爆發(fā)，從而有助于揭開共生星之謎，這對(duì)恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意義。但是，要徹底揭開這個(gè)啞謎，看來(lái)還需要付出許多艱苦的努力。