天文中的暴力美學Top10_風聞

观察者网用户_244575-2021-02-09 08:37

2021-02-09

　　作者：饒世豪

　　校對：牧夫校對組

　　後期：庫特莉亞芙卡李子琦

　　責任編輯：毛明遠

　　自誕生之日起，宇宙中無時無刻不充斥着暴力，暴力塑造了這個宇宙。即使是和煦的陽光，也來自於一顆絲毫不安分的太陽。

　　下面，就讓我們來盤點一番宇宙中的暴力事件，以及暴力中藴含的美學。

　　艾歐上的火山噴發

　　艾歐是木星的衞星之一，在這顆直徑3642公里的衞星上，卻遍佈着400餘座活火山，活躍的火山活動，一遍一遍摧殘着艾歐的地貌。站在艾歐地表，你將被縱橫交錯的熔岩流包圍着，你將呼吸着含硫化物的大氣，你將透過高達數百公里的火山噴流，或是赤道附近怪異的極光，仰望着木星這顆龐然大物，大氣十分稀薄，你將在活火山的包圍中忍受嚴寒，甚至由於氣壓過低，還要同時感受全身體液的沸騰。這裏是煉獄一般的存在。

　　艾歐上的火山活動想象圖

　　在木星的潮汐力下，艾歐整體不斷隆起收縮，最高的垂直變化能達到100米，正是這樣的地質活動，源源不斷地為火山噴發提供能量。

　　新視野號拍攝到的火山活動珍貴圖像

　　也正是這樣的暴力，鑄造了艾歐這夢幻的色調，孔雀開屏般豔麗。

　　艾歐

　　行星風暴

　　人類首次踏上火星。不料，初次造訪火星的五人遭遇到了巨型風暴，探路先驅與地球失聯，幸好當中有個植物學專家，在這顆貧瘠的星球上種着土豆等待救援。。。

　　——電影《火星救援》

　　火星是與地球近鄰的行星，因其地表被赤鐵礦覆蓋而顯紅色。曾經暴力的地質活動塑造了火星現今的地貌，火星上有太陽系最高的奧林匹斯山，以及太陽系最大的峽谷水手號峽谷。40億年前，未知的原因導致了火星活動的停滯，磁場消失，大氣逃逸，水分蒸發，留下一片茫茫沙漠。然而，看似失去了活力的火星在時刻醖釀着風暴。

　　火星風暴不僅存在於院線大片中。2018年，火星沙塵暴再次席捲全球，數架火星探測器不得不暫停運作。

　　火星沙塵暴來勢洶洶

　　（Credit: ESA）

　　歷史記載中最早觀測到沙塵暴席捲火星的人，曾將其當作火星上有生命的信號，他將蔓延火星全球的沙塵暴當作了春暖花開，萬物復甦。

　　沙塵暴前後的火星面貌

　　火星這看似暴力的大氣活動，實際上的破壞力微不足道。因其大氣十分稀薄，沙塵暴實際上相當於霧霾天氣颳起一陣微風。關閉的探測器，或許更多是因為霧霾天無法持續使用太陽能。

　　好奇號在沙塵暴中淡定自拍

　　同樣是太陽系的行星，木星上的風暴就沒有這麼好惹了。

　　木星上最有名的風暴非大紅斑莫屬，這個肆虐了至少300年的大號風暴，似乎還沒有停下來的意思。這個風暴長約25000千米，寬約12000千米，內部足夠容納整個地球。

　　再來感受一下這個大自然傑作的獨特魅力。

　　這個行星風暴的代表，暴力美學巔峯爭霸中的佼佼者，似乎有着一個典雅的名字——木星之眼（The Jupiter’s Eye）

　　木衞三（蓋尼米德）掠過大紅斑，看似一隻炯炯有神的眼睛

　　（Credit: NASA/Hubble）

　　蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星

　　1991年7月，蘇梅克-列維9號彗星在其與木星的洛希極限內被撕碎，碎片沿軌道運行，直至1994年7月17日，彗星的21片碎塊陸續撞向木星，形成了彗木相撞的天文奇觀。

　　彗木撞擊場面

　　撞擊過後木星上層大氣留下的“疤痕”

　　一個是半徑7萬公里的龐然大物，一個是尺度約2公里的遊離巨獸，兩者相撞的火花，為遠在地球的人們上演了一出精彩絕倫的視覺盛宴。同時也提醒着人們，大自然有着人類難以制衡的力量，我們應該時刻感激這樣的暴力沒有像6500萬年前的希克蘇魯伯事件那樣發生在人類身上。

　　X射線雙星

　　如果説彗木相撞不過相當於吸塵器吸入了幾粒灰塵，那接下來的場景，就是“灰塵”吃掉了“吸塵器”。

　　比喻為“灰塵”和“吸塵器”只是考慮到兩個天體的大小，實際上，它們的質量相差一般在十倍以內。“灰塵”指的是中子星或是黑洞這類緻密天體，而“吸塵器”則指質量與太陽相當的主序星，或是質量數十倍於太陽的大質量恆星。

　　X射線雙星有兩種情況。其一是類太陽的主序星運行軌道過於靠近緻密天體，導致其充滿洛希瓣，在洛希瓣頂點處，主序星的物質流向緻密天體。其二是大質量恆星星風被緻密星捕獲並吸積。

　　伴星（類太陽主序星）充滿洛希瓣，物質流向緻密星的吸積盤

　　這一過程中釋放能量的速率可達太陽釋放能量速率的數萬倍。

　　大質量天體間的蠶食中充滿了暴力，這種暴力之中充滿了難以名狀的美麗。

　　X射線雙星想象圖

　　海山二噴發

　　海山二（又稱船底座η）是一個至少包含兩顆恆星的系統，它的名氣不在於它有着能和天狼星媲美的亮度，而在於它的亮度能夠反覆橫跳。

　　海山二400年來亮度變化

　　(Credit: David J. Frew)

　　19世紀中期，這顆本不起眼的恆星突然躍居夜空中第二亮的恆星（系統），隨後幾十年又跌落到肉眼不可見的低谷。上世紀中期，這顆恆星終於又回到了肉眼可見的亮度，2014年時再次成為夜空中第四亮的恆星。其亮度如此過山車般演進的原因，可能是它時不時噴出一大團物質，而噴發的原因目前仍不得而知。天文研究者預測，這將是近幾十年可期的超新星。

　　哈勃望遠鏡拍攝的海山二

　　就像含苞待放的花朵，爆炸也是一門藝術。

　　超新星爆炸

　　我不確定今晚我是否出去夜觀星空了，準確來説，我不確定今晚除了那個參宿四之外是否還有其它星星在夜空中發光。今夜我們所有人都是觀眾，大家一起看着培提其烏斯（Betelgeuse）旁若無人地在那個我們都無法觸及的深空中光芒四射，然後順手把那兒變成了獵户（Orion）恐怖的夢魘。我不知道我的一生中會有多少次像現在這樣覺得言語如此蒼白無力，我只知道今晚上帝的視星等，是-12.6等。

　　參宿四爆炸時的朋友圈文案大家都準備好了嗎[\斜眼笑]

　　超新星爆炸是中高質量恆星演化末期要經歷的一個階段，突發地放出極大能量的電磁輻射，照亮整個星系，這一階段常常能持續數週甚至數月，然後逐漸暗淡，消失於星辰大海。

　　1054年超新星爆發留下的遺蹟蟹狀星雲

　　活動星系核

　　距銀河系數十億光年的遙遠太空中，有一類活動性很強的星系，它們的中心一般包含着質量數億倍於太陽的黑洞。黑洞不斷蠶食吸積着周圍的物質，形成的吸積盤大小甚至需要光行進數天甚至數月才能走到邊界（目前人類探測器走到最遠的距離大約光行進8個小時），大量物質的重力勢能轉化為輻射能向外釋放，在一些吸積速率極高的活動星系核中，物質受到的使其下落的引力甚至不及吸積造成的輻射壓力。