藍超巨星就像是宇宙中的搖滾明星。它們是質量巨大的恆星，生長速度極快，年紀輕輕就香消玉殞，導致它們極為罕見並且很難進行研究。即使藉助現代望遠鏡，科學家也很難做到這一點。在還沒有太空望遠鏡的時代，科學家只觀測到幾顆藍超巨星，對它們的了解非常有限。慶幸的是，在美國宇航局（NASA）的先進太空望遠鏡的幫助下，科學家開始揭示藍超巨星的秘密。
一顆質量三倍於太陽的藍巨星內部構造快照，暴躁的核心對流產生美麗的波紋
銀河系內側存在大量對生命具有危險性的金屬，雖然銀河系外側較為安全，但由於缺少金屬，孕育出類地行星的可能性較低。銀河系適居區介乎二者之間，是生命的理想棲息之所。我們的太陽系處在適居區中央附近。換句話說，太陽系所在的銀河系區域非常適合生命生存。此外，當前的銀河系也處在一個對生命比較友好的時期。
50億年前，宇宙中缺少孕育生命所需的金屬。即使存在生命，劇烈的恆星誕生和超新星活動也讓生命處於危險之中。經過50億年的歲月變遷，地球上才進化出智能生命。如果這是一個典型事件，我們可能是銀河系的首批智能文明之一。無論是站在時間還是空間的角度，地球都是銀河系內一個獨一無二的存在。在此過程中，金屬的存在扮演了一個關鍵角色。
攝影師鏡頭下的銀河系
在發生超新星爆炸前，藍超巨星就像是宇宙的金屬工廠，產生元素周期表內氦以外的所有化學元素。值得一提的是，2019年是元素周期表誕生150周年。過去5年時間裡，英國紐卡斯爾大學的天體物理學家塔瑪拉·羅傑斯和她的研究小組創建了一系列藍超巨星模型，試圖揭示藍超巨星獨特外表的成因。通過創建藍超巨星內部構造模型，研究人員預測重力波——與海洋中的海浪類似——會在藍超巨星表面斷裂。此外，他們還預測了另一種波形。這些相干波在藍超巨星內部深處產生，與地球上的地震波類似。
藍超巨星藝術概念圖。它們是宇宙中溫度和亮度最高的恆星之一，表面溫度在1萬到5.5萬K之間，質量約為太陽的10到150倍
藉助美國宇航局太空望遠鏡獲取的數據，比利時魯汶大學率領的一支國際科學家小組首次對難以捉摸的藍超巨星進行觀測。他們發現由於表面存在波，幾乎所有藍巨星的亮度都像波浪一樣起伏。與預測的一樣，這些波在內部深處產生，為科學家利用星震學技術研究藍超巨星打開了一個新窗口。星震學技術與地震學家利用地震研究地球內部構造的技術類似。
在刊登於《自然·天文學》雜誌的論文中，研究人員表示通過對這些波進行觀測，科學家能夠對無法利用其它天文學手段窺探的藍超巨星特性進行研究。羅傑斯指出：「在我們第一次進行模擬和預測這些波會在表面斷裂時，我們並不認為能夠觀測到它們。宇宙內的恆星外形、大小和顏色各異。某些恆星與太陽類似，平靜地生存幾十億年。大質量恆星的壽命就要短得多，但也更為活躍。它們最終發生超新星爆炸，將物質噴射到太空。與我們預測的一樣，這些新觀測證實了兩種類型波的存在。它們能夠為我們提供不同的藍超巨星信息。」
開普勒望遠鏡，可用於觀測藍超巨星
羅傑斯表示：「這些波會在表面破碎，就像海浪在沙灘上碎裂一樣。駐波則繼續前行，與地球上的地震波類似。通過對這些波進行觀測，我們能夠了解藍超巨星如何移動和旋轉，同時還能揭示包括核心在內的內部深處的物理學和化學過程。雖然我們預測了這些波的模式，但一直以來，我們也只是通過模擬，揭示可能出現的現象。對我們來說，進行實際觀測並證實它們的存在將是一個不可思議的時刻。」
望遠鏡能夠窺探遙遠的宇宙區域，但天文學家很難「透視」恆星內部結構。直到最近，天文學家才在現代太空望遠鏡的幫助下監聽恆星產生的聲音，而後根據監聽結果推測恆星的內部構造。研究論文主執筆人、魯汶大學天文學研究所的多米尼克·鮑曼表示：「在美國宇航局的開普勒望遠鏡K2階段任務和凌星系外行星巡天望遠鏡（TESS）服役前，已知的亮度因波發生改變的藍超巨星數量少得可憐。」
凌星系外行星巡天望遠鏡（TESS），天文觀測的一件利器
鮑曼指出：「如果藉助高靈敏探測器對一顆恆星的亮度進行長時間觀測，你能夠了解恆星亮度如何隨時間推移發生改變。在窺探恆星內部波的星震學研究中，我們根據這些變化推測恆星內部的物理學和化學過程。」在如此多的藍超巨星上發現波是一個令人興奮的研究成果。鮑曼說：「這些恆星的亮度一直發現改變，我們需要的就是耐心，等待先進的太空望遠鏡對其進行觀測。它們就像是一直處在表演進行時的搖滾明星，因為美國宇航局的太空探索任務，我們才得以打開音樂會的大門。在現代太空望遠鏡的幫助下，我們正進入炙熱大質量恆星星震學研究的黃金時代。在藍超巨星身上發現這些波允許我們從一個新奇的角度對超新星的前身進行研究。」
博科園-科學科普｜文: Daily Galaxy
轉自: 漫步宇宙/qqtaikong
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