寻找宇宙尘埃的父母

贺飞鸿

宇宙尘埃的疑案

相对于巨大的太阳和地球,我们人体实在是渺小。不过,太阳、地球却是积聚了大量更微小的尘埃后形成的,这一点科学家己经确定无疑。而且,科学家还根据宇宙中元素的含量,推测出形成太阳这样的恒星、地球这样的行星的尘埃来自何方。在宇宙大爆炸后不久,宇宙中出现了许多超大质量的第一代恒星,它们经过激烈的演化,最终以爆发的形式结束了自己的生命,并向外抛射出大量的尘埃,正是这些尘埃,形成了第二代恒星,太阳就是其中之一,以及类似地球这样的行星。

但是,有一个问题一直萦绕在天文学家心头。从第一代恒星抛射出尘埃到太阳这样的恒星诞生,中间起码相隔了几十亿年的时间,难道那些宇宙尘埃在这几十亿年中一直保持本色,直到令人激动的一刻来临,它们突然开始积聚,形成新的恒星和行星?

宇宙中的恒星如海滩上的细沙,难以计数。最近几年,天文学家陆续发现了一些太阳系外的行星,证明行星的数量和恒星数量一样庞大,只不过它们不发光,体积又小于恒星,难以被我们观察到而已。这些星体中,许多年龄都不算老,比如最近科学家发现了一颗距我们1.8亿光年远的恒星,它只有1000万岁,还属于“婴儿恒星”阶段。在这颗恒星周围,有一颗质量为地球3000倍的行星正在形成。难道它们都是第一代恒星留下的尘埃在“沉默”几十亿年甚至上百亿年后突然形成的?

宇宙尘埃的身世之谜

除了第一代恒星之外,宇宙尘埃是否还可能来自其他天体呢?一些天文学家开始寻找宇宙尘埃的其他“父母”。

天文观测发现,质量巨大的白矮星可以吞噬它的伴星的物质。当它无法“消化”掉滚滚而来的物质时,它就以宇宙尘埃的形式向外抛射部分物质。所以,部分宇宙尘埃可能来自白矮星。不过这种情况很罕见,产生的尘埃量也很小,形成大量新恒星和行星的可能性比较低。

另一种有可以产生宇宙尘埃的天体是巨恒星。这些质量巨大的恒星的表面,往往会吹出强大的恒星风,将自己的外层物质吹离表面。但是这个过程往往只会吹出氢、氢这样的元素,是否能形成宇宙尘埃,还是存在很大的疑问。

而且,不论是第一代恒星,还是白矮星、巨恒星,它们都有一个共同的特点一质量巨大。而宇宙演化到今天,质量巨大的星体已经很稀少了,它们无法提供出大量的宇宙尘埃,由此看来,如今存在的大量宇宙尘埃可能并不是它们的产物。

那么,大量宇宙尘埃的真正“父母”是谁呢?

被忽视的小质量恒星

人们过去一直认为,要形成恒星和行星,需要大量的尘埃,这些尘埃当然要从更大的天体中产生,于是在寻找宇宙尘埃的起源时,忽略了司空见惯的天体小质量恒星。

小质量恒星不如超新星那样醒目,在宇宙深处显得很暗淡,所以除了我们身边的这颗小质量恒星一太阳之外,天文学家对小质量恒星的研究比较少,他们的目光都被吸引到光芒四射的巨大恒星或者黑洞上去了。如今,天文学家终于开始把目光落在小质量恒星上,发现它们竟然有可能也是宇宙尘埃的“父母”。

像太阳这样的恒星虽然质量比不上超新星,但是在宇宙中它们的数量很庞大,因此从总质量上看,它们甚至超过那些光芒四射的巨大恒星。而且,根据目前的理论,太阳在走到生命尽头后,会经历体积膨胀的红巨星阶段,然后再收缩成体积很小的白矮星。这个理论是通过对许多恒星观察后的推测,并不是定论。所以,天文学家猜测,假如小质量恒星在燃料耗尽时,有其他的一些还不了解的机制起作用,它们也许会喷发出一些宇宙尘埃,这些宇宙尘埃完全可以成为下一批恒星和行星的原料。

假如小质量恒星也能产生宇宙尘埃,那么关于宇宙尘埃的疑案就破解了。在字宙的各个角落里,只要有小质量恒星衰亡,就有宇宙尘埃产生,许多小质量恒星喷发的宇宙尘埃汇集在一起,新的恒星或行星就将孕育。现在闪烁在天空中的繁星,并不都来自第一代恒星的尘埃,它们还可能来自后期一些小质量恒星的爆发。

这个猜测还需要天文观测来证实。目前,宇宙尘埃起源之谜还未揭开,组成地球的尘埃来自何方,也依然还是个谜团。不过,迷雾正在消散,真相即将揭晓。

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