可观测Universe第36章 船底座

船底座η（恒星） · 描述：一颗即将爆炸的不稳定超巨星 · 身份：位于船底座的高光度蓝变星距离地球约7500光年 · 关键事实：质量约为太阳的100-150倍19世纪曾经历巨大爆发是天文学家密切监测的超新星候选体。

船底座η：宇宙舞台上的“超新星前传”——大质量恒星死亡的倒计时（上篇） 引言：南半球夜空的“不定时炸弹” 在南半球的深秋夜晚当你抬头望向船底座（Carina）的方向——那个位于飞马座与天蝎座之间的璀璨星座会看到一颗略带蓝白色的亮星：船底座η（η Carinae）。

用肉眼望去它的亮度不过4等淹没在银河的星海里；但若用望远镜对准它你会看见一幅震撼的画面：这颗恒星被包裹在一个巨大的、发光的气体尘埃云中云的边缘翻卷着瓣状结构仿佛某种宇宙生物的触须。

天文学家称它为“高光度蓝变星（LBV）”——一类处于恒星演化“悬崖边”的极端天体。

它的质量是太阳的100-150倍光度是太阳的500万倍半径足以吞噬木星轨道。

更致命的是它在19世纪曾经历两次剧烈爆发抛射出相当于10倍太阳质量的物质差点把自己“炸碎”。

如今它像一颗即将引燃的炸药包天文学家正紧盯着它的每一次亮度波动等待着那场注定要来的核心坍缩超新星。

本文将从“恒星身份档案”出发揭开船底座η的神秘面纱：它为何如此不稳定？19世纪的爆发藏着什么秘密？它又将如何在宇宙中写下自己的“死亡篇章”？ 一、船底座η的“基础档案”：大质量恒星的极端参数 要理解船底座η的特殊性先得读懂它的“基础数据”——这些数字背后是大质量恒星与生俱来的“暴力基因”。

1.1 位置与距离：藏在船底座的“遥远灯塔” 船底座η位于南天星座船底座（拉丁名Carina意为“船的龙骨”）是该星座的第二亮星（仅次于老人星即船底座α）。

它的视星等约为4.5等（肉眼可见的极限约为6等）但因位于银河系旋臂附近星际尘埃的遮挡让它看起来更暗。

通过欧洲空间局（ESA）的盖亚卫星（Gaia）的高精度三角视差测量船底座η的距离被确定为7500±500光年——这个数字意味着我们现在看到的它的光是它在公元前的汉朝时期发出的。

1.2 质量与光度：宇宙中的“能量怪兽” 船底座η的质量是太阳的100-150倍（通过双星轨道运动计算得出）光度则高达5×10? L☉（L☉为太阳光度即3.8×102?瓦）——这相当于把500万个太阳的能量集中在一颗恒星上。

如此巨大的能量输出源于其核心的核聚变反应：它已经耗尽了核心的氢正在燃烧氦下一步将依次点燃碳、氧、硅直到形成铁核。

更惊人的是它的半径：约1000 R☉（太阳半径约7×10?公里）如果把太阳换成船底座η它的表面会延伸到火星轨道之外（火星轨道半径约1.5天文单位1天文单位=1.5×10?公里）。

1.3 表面温度与颜色：蓝热的“死亡恒星” 船底座η的有效表面温度约为 K（太阳约5778 K）属于O型蓝巨星。

高温让它发出强烈的蓝白色光芒光谱中充满了电离氦（He II）和电离碳（C IV）的吸收线——这是高光度蓝变星的典型特征。

它的表面重力加速度约为10? m/s2（地球表面为9.8 m/s2）但因质量极大引力仍能勉强束缚住膨胀的外壳——直到某一天这种平衡被彻底打破。

二、高光度蓝变星（LBV）：恒星演化的“叛逆阶段” 船底座η的本质是高光度蓝变星（Luminous Blue VariableLBV）——一类处于大质量恒星演化过渡期的“问题儿童”。

要理解它得先搞清楚LBV是什么以及它们为何如此不稳定。

2.1 LBV的定义：不稳定的“超级恒星” LBV是大质量恒星（＞8 M☉）在核心氢燃烧结束后进入氦燃烧阶段的特殊形态。

此时恒星的核心收缩、温度升高外壳因辐射压力（核聚变产生的光子撞击外层物质）而剧烈膨胀形成一颗“超巨星”。

但由于质量损失率极高（每年10??-10?? M☉是太阳的10?-10?倍）恒星的亮度会出现剧烈波动——这就是“变星”的由来。

2.2 LBV的“生存困境”：辐射与引力的战争 LBV的核心正在进行氦聚变（氦→碳+氧）释放的能量比氢聚变高得多。

这些能量以光子的形式向外传递当光子到达外壳时会对物质产生辐射压。

对于大质量恒星来说辐射压会超过引力导致外壳膨胀——船底座η的半径因此达到太阳的1000倍。

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