宇宙包含了人类所有的想象力。
M104星系。
它是一个恒星(以及各种类型天体)的集合体。ESO太阳,以及满天的繁星,都是一团炽热的等离子体,它们在核聚变的驱动下发光发热,照亮了漆黑的宇宙,乃至为生命提供能量。这样的天体我们称之为恒星。
但天文学家认为,宇宙中还存在着一些奇异的“超现实主义”天体。我们姑且把它们也称作“星”。但这些“星”和我们所认识的恒星极为不同。
这些“超现实主义”天体在很大程度上是一种理论假设。但是近年来人们发现,它们存在的证据已经开始出现。
暗物质星(Dark matter stars)
暗物质星。Nicolás Sanchis-Gual / Rocío García-Souto
暗物质星早于恒星出现,且今天可能依然存在。
但是暗物质星并不是主要由暗物质组成的。暗物质星的主要成分和普通恒星一样是氢和氦,只是包含大量“超中性子暗物质”。
“超中性子(neutralinos)”是暗物质的候选者。部分超对称理论认为,超中性子是“弱相互作用大质量粒子”,也就是暗物质粒子。
理论上超中性子也是它们自身的反物质,一旦互相接触就会湮灭,释放出大量能量。单纯的超中性子湮灭能,可以维持恒星数十亿年的燃烧,而无需核聚变的介入。
这样的暗物质星巨大无比,也非常松散,它们的直径可达数十乃至数千天文单位。但是由于没有发生核聚变,而且温度相对较低,暗物质星非常暗,暗到可能人眼无法看见。
但是这种“超现实主义”天体目前还只停留在理论上,因为到目前为止人们还没有发现超中性子的存在。
玻色星(Boson stars)
玻色星。WKYC
暗物质的候选者不只超中性子一种,因此暗物质星也可能不只有超中性子暗物质星一种。
一些天文学家认为暗物质星也有可能由玻色子组成。玻色子是携带基本作用力的粒子,比如光子就是玻色子的一种,它携带有电磁力。
天文学家认为暗物质可能有它自己的玻色子,要么这种玻色子自己就是暗物质,要么它为暗物质和普通物质相互作用提供了帮助。暗物质玻色子会合并成暗物质星,但是它们的行为方式十分诡异。
普通恒星是由费米子构成的,而玻色星是由玻色子构成的,这些玻色子遵循的规则与我们的生活经验截然不同。
构成普通恒星的费米子不会在同一时间出现在同一空间,它们的位置是相对确定的。但玻色子更像波,它们是可以叠加的,且叠加后可能会变得更强。这种状态叫玻色-爱因斯坦凝聚态。玻色星就是一个巨大的玻色-爱因斯坦凝聚态天体。其特征在某些方面和黑洞很像。
之前人们发现一次黑洞合并事件有疑点,有一些科学家就认为这次事件是由两颗玻色星合并导致的。
假如宇宙中真的充斥着玻色星,那么暗物质之谜也就迎刃而解了。但是谁知道呢?
夸克星(Quark stars)
疑似夸克星3C 58。Science
中子星是宇宙中已知密度最高的非黑洞天体。但是理论上还有一种天体的密度比中子星更高,这种天体叫夸克星。
夸克星的密度介于中子星和黑洞之间。它们由夸克组成,而夸克是组成质子和中子的基本粒子。
科学家相信夸克星是大型中子星经过漫长的岁月冷却后的产物。
哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文望远镜曾经于大约20年前发现过两颗疑似夸克星。其中一颗已被排除,而另一颗至今存疑。这颗疑似的夸克星名为3C 58,其温度会大幅震荡,不符合中子星的行为模式。但到目前为止也无法证明它就是夸克星。
索恩-泽克天体(Thorne-Żytkow objects)
索恩-泽克天体本质上是一个俄罗斯套娃。Astronomy
红巨星的内核要么还在进行核聚变,要么是白矮星;要是一颗红巨星的内核是中子星,那这颗红巨星就不叫红巨星了,叫“索恩-泽克天体”。
索恩-泽克天体就像一个俄罗斯套娃,因为红巨星和中子星是两种形成机制截然不同的天体。
但是在宇宙中这种情况确实有可能出现。理论上它是红巨星或红超巨星和中子星碰撞的产物。假如两颗星靠得太近,这种事情就会发生。但是这种情况更有可能发生在一对双星身上。双星中如果有一颗爆发成为超新星,留下一颗中子星,这颗中子星就有可能在爆发过程中产生位移,扑向其伴星的怀抱。二者合二为一后,一个崭新的俄罗斯套娃就出现了。
由于最早提出这一概念的是物理学家基普·索恩和安娜·泽克,人们就把这种套娃式的天体叫做索恩-泽克天体。
2014年天文学家发现一颗名为HV 2112的恒星疑似被套娃,但至今尚不能确定。
M87中心黑洞的磁场结构。ESO
或许随着人类知识水平的进步,还会有更多的“超现实主义”天体被提出来,甚至被发现。如果宇宙是无限的,那么它应当可以承载人类的所有想象力。