恒星暮年,像太阳这样的“老人星”,会在太空中“踢”自己一脚?

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当一颗恒星像太阳一样步入晚年,它不会悄无声息地黯淡下去。最新的天体物理学研究表明,这些膨胀的巨星在走向终结时,可能会上演一场狂野的“太空踢踏舞”——通过反复、不均匀地抛射自身物质,给自己带来持续数千次的微小推动。

膨胀巨星的“混沌之舞”

多数恒星,包括我们的太阳,在耗尽核心燃料后,会膨胀为红巨星。此阶段,其动荡的外层大气会逐渐逃逸,而致密的核心则最终坍缩成白矮星。长期以来,这一过程被视为相对平稳的演化。

然而,加州理工学院的理论天体物理学家吉姆·富勒提出的新模型描绘了截然不同的图景。他认为,红巨星表面的物质并非均匀流出,而是以“团块”形式混沌地、不对称地爆发喷射。正是这种不对称性,催生了关键效应。

“根据牛顿第三定律,每一次物质团块的喷出,都会对恒星本身产生一个反方向的‘踢’力,”富勒解释道。他于近期在美国天文学会会议上公布了这一发现,相关研究论文已提交学术期刊。

计算显示,在恒星演变为白矮星前的数十万年里,它可能经历约一万次这样的微小“踢动”。每一次产生的速度仅有每秒数米——相当于人类慢跑的速度,但累积效应惊人。

随机漫步:从“慢跑”到“冲刺”

因为这些物质喷出的方向完全是随机的,所以这些微小的推力并不会相互抵消。通过一个类似“随机漫步”的数学过程,它们会逐渐叠加,最终形成一个主导方向。

打个比方,这就像你反复抛硬币来决定向左还是向右走一步,尽管每一步都是随机的,但一段时间后,你总会离起点有一段距离。富勒的模型表明,通过这种累积,一颗垂死恒星最终可能被加速到每秒约1公里的速度,在太空中获得一个显著的净速度。

这一发现,为解决天文学界一个长期存在的谜题提供了优雅的解释。此前,由加州理工学院的卡里姆·埃尔-巴德里领导的研究发现,在那些双星系统中,一旦其中一颗变为白矮星,宽距离的双星系统就变得异常罕见。新模型指出,每秒约1公里的“踢动”速度,足以破坏那些结合松散的双星系统的引力束缚,导致它们分道扬镳。

新预言:或引发致命碰撞

这项研究的激动人心之处,不仅在于解释了已知现象,更在于它做出了一个全新的、可验证的预测。

在某些更为紧密的双星系统中,这种持续的“踢动”可能会显著改变红巨星的轨道,最终使其与伴星发生灾难性碰撞。这样的合并事件将可能引发一场剧烈的爆炸,在宇宙中留下明亮的信号。

“我很高兴看到一个物理模型,能解释这个让我困惑多年的观测结果,”埃尔-巴德里对此评价道。天文学家们未来若能观测到此类恒星碰撞的踪迹,将是对富勒模型的有力验证,从而帮助我们更深刻地理解包括太阳在内的绝大多数恒星,究竟如何走完生命的最后旅程。

原文:https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260719035942.htm