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2014年07月16日 星期三
中青在线

发现宇宙最大钻石

作者 Michael Lemonick 译者 温莎 《 青年参考 》( 2014年07月16日   34 版)

    迄今为止,地球上发现的最大钻石“库利南”被切割前,也不过3106克拉,与最近在宇宙中发现的最大钻石无法相提并论。

    这颗钻石实际上是一整个星球,目前还没有名字,或许永远不会被切割。100万万万亿磅的重量令它看上去像太阳般巨大,它也和太阳一样远离地球——在距离地球约900光年的地方。

    没有人真正见过这颗巨大的钻石星球,甚至从未有人从望远镜中观测到它。美国威斯康星大学密尔沃基分校的天体物理学家、《天体物理学杂志》特约撰稿人大卫·卡普兰说:“星球的不可见性,是间接证明其存在的关键。”

    他解释称,证明钻石星球存在的第一步是发现了一颗中子星,它本身是恒星的外壳——恒星燃烧尽了所有能量,爆炸,然后由爆炸后的残骸形成的天体。中子星密度极大,一茶匙的重量有可能重达千万吨;中子星的旋转速度也极快,它的“一天”往往只有千分之几秒。

    每转一圈,中子星发出的无线电脉冲就会被天文学家用无线电波望远镜观测到,因此,天文学家认为它是一颗脉冲星(中子星的一种)。第一颗脉冲星发现于1968年,此后,天文学家们先后观测到了上百颗。

    正常的脉冲星发出的无线电波规律得近乎完美,天文学家第一次观测到时,都不敢相信这是大自然的产物,怀疑信号可能是人为的。搞清原因后,他们将这种现象起名为L.G.M.,这是英文单词“小绿人”的缩写。

    但这颗编号PSR J2222-0137的脉冲星发出的信号没有绝对的规律,与正常节奏相比,时快时慢。卡普兰和同事因此认为有物体环绕着脉冲星。这个物体的引力有时拉近PSR J2222-0137信号与地球的距离,有时也会推远,如此循环往复,有时还会令信号堆积在一起。

    通过仔细观察脉冲变化,天文学家计算出这个看不见的物体比太阳还要重5%,它可能只是颗普通的星星,但天文学家应该很容易观测到才对。它也可能是第二颗中子星,在这种情况下,产生它的爆炸过程应令这一物体进入狭长的运行轨道。“我们能证明物体的运行轨道是圆形的,因此不太可能是中子星。”卡普兰说。

    他们推断出的唯一结论是,这是一颗低光度、高密度、高温度的白矮星。像中子星一样,其前身是颗普通恒星,但没有足够的力量形成爆炸,在外层脱落、收缩后形成了新的星体——太阳在50亿年后也可能发生同样的事。

    以此推算,这颗恒星可能死于110亿年前,也就是宇宙诞生后不到30亿年里。

    但仅在900光年的距离内,即使暗淡无光的白矮星也应可以被观测到,但天文学家从没见过钻石星球的“真身”。卡普兰认为,看不到这颗白矮星的原因是星星的温度超乎寻常地低——不超过2000度,而太阳的温度可达6000度。

    “大部分白矮星由碳和氧组成。”卡普兰介绍道,“在这样的温度下,根据白矮星的密度,这些元素应该会结晶,而碳结晶的另一个名字是‘钻石’。”

    与此同时,氧也有可能结晶,所以白矮星可能不是纯净的钻石。但当你在讨论像太阳一样大的钻石的价值时,纯度已没那么重要了。

    卡普兰的团队至今没有放弃,还在为观测这颗钻石星球而努力。“我们将尝试用哈勃望远镜观测。”卡普兰说。如果成功了,他们有可能得知星球的结构和更精确的化学成分。如果他们做不到,也许就是运气不好。

    “有些天体是难以观测的,”卡普兰说,“宇宙中可能还有别的钻石星球,但它们都离地球太远了,也许在我们永远无法观测到的地方。”

    美国《纽约客》杂志

 

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