仰望星空會給人帶來奇妙的感覺。你可以把星星想象成螢火蟲、神話人物或者天上的街燈,也可以認為那是死去的祖先在看著我們。但如果要問星星到底是什么,比較正確的回答是:在我們看得見的那些明亮星星中,大都是很遠的地方的氣體在燃燒。
除了太陽自己的幾顆行星,我們看得見的星星,絕大多數是散發著光和熱的恒星。星星有著漫長的生命,在經過幾千萬年或更長時間的燃燒后,一些星星在可怕的爆炸中滅亡了。地球和我們自己,都是它們消逝后留下的塵埃堆積成的。
為什么星星會燃燒?為什么說是重生的星星變成了我們?歸根結底,所有這些都是從很久以前的一場大爆炸開始的。在一百多億年前,發生了這么一件了不得的事,物質、空間和時間,所有的存在的一切,都在這場“宇宙大爆炸”中產生。大爆炸時誕生的物質中,有3/4是最簡單的元素——氫,剩下的是第二簡單的元素——氦,以及很少的其他簡單元素。構成我們身體的碳、氧、鈣等等,在那時候還不存在。
經過幾億年的黑暗年代,才有恒星誕生的第一縷光芒出現。彌漫在宇宙里的氣體云團收縮著,變得越來越熱,終于達到了氫元素聚變的點火溫度,一個巨大的熱核反應爐開始運行,這就是一顆恒星。當然,并不是所有收縮的氣體團都能成為恒星,有的氣體團太小了,無論怎么收縮、變熱,也沒有辦法到達點火溫度。于是它們就成為夭折的恒星,在宇宙中黯然飄蕩,無聲無息地消亡,這些失敗的家伙叫做褐矮星。
星星發光的原理,跟氫彈的原理大致相同,都是靠氫元素聚變來產生能量的。一顆氫彈的威力可以達到幾千萬噸黃色炸藥那么多,可以瞬間毀滅一個城市,但這跟星星比起來還是微不足道的。太陽向空間的每個方向傾瀉著光和熱,地球只是獲得了這滾滾洪流中微細的一縷,就足以使樹木生長,鳥兒飛翔,你和我吃飽了在這里思索著星星的問題。
引力使星星不斷地收縮,而劇烈的核反應又產生強大的壓力阻止它收縮。兩種力量的拉鋸戰,使星星維持著平衡,既不會縮小也不會炸飛,平穩地燃燒著它的氫。
越是小的恒星燒得越幔,像是懂得節約的人,能把不多的家產花很長的時間,比如太陽可以這樣生活約100億年,現在的太陽大概50億歲,正處在它的黃金時代。太陽是一個熾熱的大火球,偶零打個噴嚏就讓人類吃不消——太陽風暴會干擾通信和供電設備,損壞衛星和飛船。但在星星中論起來,它要算是非常穩定而平靜的。
越大的星星燒得越快,雖然家底雄厚,卻架不住瘋狂揮霍,質量是太陽8倍的恒星,穩定燃燒氫的時間只有幾千萬年——它們必須這樣,因為個頭大引力也大,必須有更強烈的核反應才能產生足夠的壓力來抵抗。
作為主要燃料的氫燒完之后,星星的美好年華就結束了。太陽這種不大的恒星,會以相對平靜的方式結束生命,燃燒耗盡的太陽,內核會慢慢冷下去,收縮成一顆暗淡的白矮星,這是一種密度非常大的星星,一勺子白矮星物質可能就有幾十噸重。而它的氣體外殼會逐漸擴散,離核心越來越遠,變成色彩絢麗的云,叫做行星狀星云。
大恒星會以更壯烈的方式死去。它們的熱核反應爐不斷產生更重的元素,直到生成鐵之后,就再也沒有什么能量可以壓榨了。因為鐵是最穩定的元素,讓它聚變成更重的元素,或者裂變成更輕的元素,都需要花費能量而不是產生能量。這時,引力占據了絕對優勢,星星開始很快地收縮,然后劇烈反彈,產生可怕的爆炸,把自己撕得粉碎,只剩下一個白矮星的內核。這就是超新星爆發。
超新星是很少見的,能夠被人類看到的超新星更少。公元1054年。地球人目睹過一次超新星爆發,這個突如其來的明亮客人被我國宋代天文學家稱為“客星”。幸虧它在幾千光年之外,如果在離我們50光年的地方爆發,地球上所有的生命都會完蛋。美洲土著的印第安人,在石頭上畫下了這顆奇特的星星。
超新星是大行星的華麗葬禮,也是新時代的催生者。巨大的能量擠壓著周圍的星際氣體,促使它們收縮,產生新的恒星。太陽就是這樣一顆第二代恒星。超新星爆發拋灑出來的重元素參與了太陽的誕生,為形成地球、生命和人類做好了準備。我們骨骼里的鈣,血液里的氧,還有許多其他元素,都是在熾熱的恒星中煉出來的,并且經歷了宇宙中最劇烈的災難事件。這樣說起來,我們就是死去的星星,以非凡的方式重生。
星星死后剩下的核——白矮星,還面臨著一種奇特的命運。如果它足夠大,引力足夠強,就會不停地縮小下去,一直到引力強大得連光也逃不出來,任何東西接近它都會被吸進去。這是一個黑洞,一個吞噬萬物的魔獸。在銀河系中央,就潛伏著一個巨大的黑洞。那里,是一切的終結。
編輯 梁