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人马座A频繁传来的信号,与外星文明没有关系

近几年来,有很多人都愿意通过科学的技术去了解宇宙,去了解银河系,银河系是属于一个体积和质量都是比较庞大的超大星系,直径已经超过了15万光年。在这一个超大星系当中还拥有着数千亿小星星,就比如太阳系。有很多科学家在探索宇宙的过程当中就发现银河系中心的黑洞活动频繁,这一个黑洞就叫人马座A*。

此前美国的罗伯特C伯德绿岸射电望远镜,在筛选宇宙信号时发现一个来自人马座A的信号。此前“绿岸”也曾观测到人马座A频繁地发射信号,但基本都是没有规律的电磁波。

7af40ad162d9f2d3f77e2166ffaf8a196227cc9d.png@f_auto人马座A

而这一次监测到的信号则具有稳定的波长,这让科学家们大为振奋,因为这很有可能是外星文明发出的信号。

绿岸射电望远镜是目前世界上最大的移动射电望远镜,直径达110米,大约可达43层楼高。但是要分析人马座A的这个信号,还具有一定的局限性。于是科学家们决定求助“中国天眼”。

dc54564e9258d109c28f7d1d821bccb56d814dfa.png@f_auto绿岸射电望远镜

“中国天眼”对这一信号进行一系列分析后,证明这个信号,以及此前人马座A频繁传来的信号,其实都与外星文明无关。

作为世界上最大的移动射电望远镜,为何还需要向“中国天眼”求助?人马座A频繁发出的信号又是什么?这次的信号可以让我们了解到什么宇宙信息?接下来我们需要对这些问题一一解答。

63591283887bb993ed243389fcc3863a中国天眼

为何向“中国天眼”求助?

在“中国天眼”研制并正式使用前,美国的阿雷西博射电望远镜自1963到2016年一直是世界上最大的单孔径望远镜,其直径可达350米。但是在2020年,这个射电望远镜却轰然坍塌,已不能再使用。

fd039245d688d43f71b2211a295dd2110ff43b88.png@f_auto仪器接收平台坍塌后的阿雷西博望远镜

“中国天眼”自2020年正式投入使用后,便成为了世界上最大的射电望远镜,其直径可达500米。巨大的反射面大约有30个足球场那么大,其反射面积也是世界上第二射电望远镜(阿雷西博射电望远镜)的2.5倍。

63d0f703918fa0ec7bf500ef4dd459e43c6ddbeb.png@f_auto中国天眼

因此在绿岸射电望远镜无法分析这个宇宙信号时,“中国天眼”就是他们最好的选择。

来自人马座A的宇宙信号

要分析人马座A的宇宙信号,我们首先要对人马座A有一定认识。

c75c10385343fbf2e7bb24bae73dca8a64388f65.png@f_auto

人马座A

人马座A是位于银河系中心的一个具有高亮度和高密度的无线电波源直径可以大约30,000,000千米,表面温度可达8000℃。它的质量是太阳的410万倍,并且每隔30分钟就会有一次“闪光”,因此人马座A发出的信号一般都很强烈,才会被射电望远镜接收到。

faf2b2119313b07e8da2a9115f94912997dd8c5d.png@f_auto

此外科学家在观测中发现人马座A中存在一个巨大的黑洞,这个黑洞大约距离我们2.6万光年,可能是离我们最近的特大质量黑洞,很适合用来研究黑洞物理。

5ac71f3017074a6e7daafc2fcac7f7a5黑洞

人马座A分为东西两星,大约在3.5万-10万年前,发生过一次超新星爆炸,其爆炸的遗迹就位于东星。而西星则围绕着许多电离气体,其形成的巨大拱星盘将西星包围,这些极有可能产生于东星的超新星爆炸。

a8773912b31bb051dc4c13c26739dabe4bede0b9.png@f_auto

根据推测,由于人马座A的密度很高,它的自转时间大约只有11分钟。在其内部应该存在着一个中子星。而在中子星中有脉冲星,脉冲星可以发出大量的电磁波信号,这应该就是地球经常接收到人马座A信号的原因。

2c085ec3acc263671ba702e86efa2a19中子星

而“中国天眼”经过分析后得到的结论也是如此。

中国天眼”的证明

一颗巨型恒星抵达生命终点时一般有两个选择,一个是成为黑洞,另一个则是可能成为中子星。根据天眼分析,这个信号并没有发生在黑洞内部,而是发生在它的周围,也就是说,很有可能有另外一颗恒星正在衰亡。

11385343fbf2b21142278fd79ec365320dd78eef.png@f_auto黑洞示意图

而这颗恒星为了避免自己成为黑洞,便抛弃了自己大约10%的能量,这也就产生了大量的宇宙射线,其中伽马射线的波长比较稳定,这也是射电望远镜接收到稳定信号的原因。

虽然这一次接收到的信号证明与外星文明无关,但是却能让人类能够进一步揭示恒星的一生,对我们研究恒星有更多的帮助。

a5c27d1ed21b0ef46d07a0598c8751d080cb3e92.jpeg@f_auto电磁波谱

接下来我们就来看看这次宇宙信号,让我们了解到的更加直观的恒星的一生。

恒星的一生

恒星的一生大致可以分为:诞生期-幼年期-成长期-成熟期-过渡期-衰亡期。下面我们来逐步了解恒星的每一个时期。

3812b31bb051f81957bddc138af74ae72f73e799.jpeg@f_auto恒星的一生

诞生期

恒星由星云相互碰撞形成,在这些星云中包含着一些气体,这些气体可以形成一个星球所需要的基本物质。气体中的粒子聚集后形成碎片,随着这些碎片的相互碰撞,内部便不断坍塌,然后便形成了恒星的内核。

bd3eb13533fa828baf2ffa7ba85c413e960a5ae2.png@f_auto恒星的内部结构

由于恒星的内核质量比周围物质大,于是它又开始吸收周围的星云来增加自己的体积和力量。当这些星云被吸收得差不多时,便会进入恒星的下一个时期——幼年期。

幼年期

恒星的幼年期,一些离内核较远的星云并不会被直接吸收,它们不断地聚集并且也会围绕半成形的恒星吸收原本的星云。在这一时期,恒星所处的环境十分混乱,星云也处于到处被吸收的阶段。

5ab5c9ea15ce36d389351dbc68b03a8de850b1d2.png@f_auto星云

等到中心的内核吸收到足够的星云时,便形成了最初的恒星系。而这些围绕在恒星周围的星云体也就慢慢形成了早期的行星。

成长期

幼年期的恒星慢慢进入成长期,在星云中含有大量的氢,这些氢在恒星内部进行初期的核聚变,并向周围的行星辐射出能量。由于这一时期,恒星还处于完善自身结构的阶段,且在幼年期时,星体的分配并不均匀,因此辐射出的能量并不稳定。

c2cec3fdfc0392457c1805aad5d7a4c87c1e25b7.png@f_auto

 

当恒星经过一段时间的成长后,便可以稳定地发射自己的能量,并慢慢地进入成熟期。

成熟期

恒星的成熟期会经过很长一段时间,大概是恒星一生中最长的阶段,这一时期也被叫做主序星时期在这一时期,恒星内部的氢不断进行核聚变。不同质量的恒星持续的时间并不相同,其中中型恒星,比如太阳,成熟期大约有一百亿年。

faf2b2119313b07ea11ac6865494912996dd8c62.png@f_auto

而体型超大O型超巨星,其成熟期就只有几百万年。而对于体型更小的M型红矮星,在主序星时期可以停留万亿年,在我们隔壁的“比邻星”就属于红矮星。

aa18972bd40735fab5bb4ddcc7120fb90e2408dc.jpeg@f_auto比邻星b表面想像图

过渡期

当恒星内部的氢反应完成后,便会进入过渡期。在这一时期,恒星会将自己表面的氢进行燃烧,而内部的氢也完全转化为氦,此时恒星的质量已经比成熟期的恒星重了。

这时恒星形成的新氦核无法支撑这样重的质量,便会发生坍塌,其温度会达到一个极值点,并且是恒星内部发生氦聚变。

b3fb43166d224f4aa9691fce5eb490589a22d1cc.png@f_auto红巨星

这一时期的恒星被称作红巨星,其辐射能量没有成熟期稳定,持续时间并不长,只有几百万年。

衰亡期

结束过渡期后,恒星已经接近衰亡。这时它可能会根据恒星之前的质量,呈现三种不同的形态:白矮星、中子星和黑洞。

1b8d3caeda65d52bc0a0a9e1b234a4b0白矮星

在这一时期,恒星内部的氦会不断进行氦聚变,形成一个巨大质量的内核,然后原本的恒星无法承受便会发生爆炸。如果是中小型恒星,那么这个爆炸会直接将表面的物质喷射到周围形成新的星云,而剩下的一点则会在余温散尽前成为一颗白矮星。

42166d224f4a20a40533acabc2119828720ed07e.png@f_auto

如果是一个质量在八个太阳以上的恒星,其爆炸时会异常激烈,也被称为超新星爆炸在这个爆炸过程中产生的能量足够让内核的物质进行新的反应,然后成为宇宙第二大密度的中子星。

当中子星的密度达到1cm3/1亿吨以上时,光从它旁边经过时会形成抛物线传播。有一部分爆炸时携带大量能量的中子星,会发射出脉冲,这种中子星也被称为脉冲星

0df3d7ca7bcb0a468d788249e320f62e6b60af31.png@f_auto脉冲星示意图

而另一种质量巨大的恒星在超星星爆炸后,会形成黑洞,不过由于黑洞的密度比中子星还大,连光也无法从黑洞逃脱,因此很难被人类发现。

以上就是一颗恒星从诞生之初,到衰亡的整个过程。

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人类对宇宙的认知仍只是冰山一角

这一次从人马座A观测到的信号应该就是中子星在形成时,发射出的大量射线的其中一段。所以这一信号并非是来自外星文明。

宇宙信号一直是人类探索外星文明的一个重要依据,因此科学家会对一些相对稳定的信号格外关注,并且联想到外星文明。尽管射电望远镜为我们观测到了无数信号,但还是没能找到有关外星文明的线索。

4b90f603738da9777e40d529ea12f8138618e316.png@f_auto射电望远镜

不过不管是否存在外星文明,人类对宇宙的探索也会继续,外星文明也只是人类认识宇宙的一部分。

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