 现在，我们对恒星已经有了一些了解：恒星都像我们的母星太阳一样，内部持续进行着核聚变反应，源源不断地发射光芒。事情真的如此吗?科学家认为，我们对恒星的了解还不够多。 暗物质星 2009年，天文学家在距离地球1.5亿至2.5亿光年处发现了4颗恒星。这几颗恒星聚集在一个很小的区域，就像一个普通星系的几颗恒星，但是这个“星系”除了这几颗恒星，周边区域观察不到任何其他星体。星系中的其他星体哪里去了?科学家大胆猜想，这个“看不见”的星系很可能就是暗物质星系，看不见的星体是人类尚未观测到的暗物质星。 暗物质星被认为是第一代恒星。在大爆炸之后，宇宙散布着均匀分布的粒子，其中一小部分是我们熟悉的普通粒子，其余绝大部分是暗物质粒子。这一状况实际上也延续到了今天，物理学家对目前发现的一些违反直觉的天文现象的解释就是，这是由高达宇宙物质质量80%的暗物质导致的。
随着时间流逝，暗物质粒子相互交联，形成蛛网般的结构，受到“蛛网”的吸引，普通粒子集结到蛛网结构之上，并逐渐聚集成气体云，最终诞生了第一代恒星——暗物质星。暗物质星诞生于粒子稠密的早期宇宙，不断吸入周围的物质，逐渐“长大”。因此它的个头庞大，亮度也不低。 但是，暗物质星与普通恒星发光的方式并不一样，普通恒星依靠核心的氢聚变反应供能，而为暗物质星供能的是暗物质。普通恒星密度大，原子向内塌陷，氢原子聚合成氦原子——这是恒星供能和发光的方式。暗物质“燃烧”所产生的能量足以平衡物质向内塌陷的重力，以至于暗物质星无法达到开始核聚变所需的密度，缺乏聚变和相对的低温使暗物质星变“暗”，让人们无法监测到。 至于暗物质是如何供能的，暗物质星发出的“光”又是怎样的，科学家已经有了一些猜想，但还无法确定。唯一确定的是，到暗物质密度最高的地方去，最有可能找到暗物质星。 另一个可能存在暗物质星系的区域，是距离我们的地球5000万光年的室女座超星系团VCC 1287。VCC 1287看上去星体十分稀疏，物质质量不大。但是，其中的星团却以超高速围绕中心旋转，表明VCC 1287具有极高的引力场。据此计算，这个星系内部的物质含量绝不仅是我们观测到的这些，未观测到的暗物质含量超过99.7%。 科学家相信，暗物质星一定隐藏在暗物质星系中，正等待着我们去发现。 玻色子星 量子物理中有很多种粒子，根据粒子的本质特征，我们可以将其分为费米子和玻色子两类，当许多个费米子或玻色子在一起时，它们会表现出截然不同的状态：费米子无法待在一起，互为排斥;玻色子喜欢待在一起，有亲和力。 我们熟悉的许多粒子都属于费米子，比如质子、电子和中子，费米子的相互排斥性使质子、电子具有各不相同的特性，并由此形成了丰富多彩的世界。而玻色子能和谐共处，如果我们把最常见的玻色子——光子塞进一个小盒子里，这个盒子永远不会被光子挤满，因为它具有波的性质，可以相互叠加，且叠加后只会发生能量的变化而不会发生性质的改变，这就是超导现象的原因。 由玻色子组成的玻色子星同样遵循这一规则，它们如果相遇并发生碰撞，不像普通的由费米子组成的恒星那样发生湮灭，而是叠加成能量更高的物质。2019年，一个来自葡萄牙和西班牙的国际科研团队通过激光干涉引力波天文台探测到一个编号为GW190521的引力波信号，根据计算结果，研究人员们认为，这个引力波是两个玻色子星合并发出的。 这个引力波原本被认为是由两个质量分别为太阳85倍和66倍的黑洞合并触发的，但是，这种猜想有一个疑点解释不通：较大的那个黑洞质量达到了太阳的85倍，超过了恒星坍缩所能形成的黑洞的质量上限。据此，科研团队猜想，这次引力波事件可能不是黑洞合并引起的，而是玻色子星合并的结果。 在该团队运用的计算模型中，玻色子星的合并数据更加接近拟合结果：如果说发生合并的不是黑洞，那么就不存在质量突破理论上限的问题;而由于玻色子星的合并过程要比黑洞弱得多，合并源的间距也比原先估计的要近;两个玻色子星最终合并形成的是一个质量大约为太阳250倍的黑洞，符合玻色子星合并后能量更大的预想。 值得一提的是，玻色子同时也是暗物质候选粒子中夺标呼声甚高的一种。如果这个引力波信号能证明是玻色子星发出的，暗物质星的存在也极有可能得到证实。 夸克星 恒星演化到末期，引力崩溃发生超新星爆炸，不同大小的恒星会走向不同的终点：质量小于太阳8倍的恒星往往只能变为一颗白矮星，电子还是电子，原子核还是原子核，原子结构完整;当恒星的质量为太阳质量的8～30倍之间时，它就有可能变为一颗中子星，电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成，这种变化使中子星变得密度极高，一茶匙中子星物质的质量就相当于地球上的一座山;如果恒星的质量更大，向内塌陷的引力大到将所有粒子都碾为齑粉，那么就会诞生引力大到连光都无法逃逸的黑洞。 但是，在中子星和黑洞之间是否还存在过渡性的天体呢?天文学家认为，大小适度的引力还可能将粒子压缩得更小而不被粉碎，这样形成的天体密度介于中子星和黑洞之间，他们将其称为夸克星。 大约20年前，美国宇航局宣布他们用哈勃太空望远镜和钱德拉太空望远镜捕捉到了一对疑似夸克星。第一颗疑似夸克星名为RX J1856.5-3754，位于距地球400光年远的南冕座。这颗恒星比预期的要热得多，温度约为70万摄氏度，直径不到8千米。因为它极小又极热，不符合天文学家关于中子星的定义，有些天文学家认为它可能是一颗夸克星。不过，后续观测发现这颗恒星离我们距离更远，因此比原先想象的更冷、更大，排除了它是夸克星的可能性。 然而，另一个被称为3C 58的夸克星候选者，至今无法证实或证否。这颗恒星的奇怪行为——比如剧烈的温度波动——也不符合天文学家关于标准中子星的想法，但它是否真的是夸克星，还需要更多的研究来证明。 星中之星 索恩-泽克天体指的是一对类似套娃的双星，由一颗红巨星包含一颗中子星而成。由于最早提出这一概念的是美国物理学家基普·索恩和安娜·泽克，人们就把这种天体叫做索恩-泽克天体。 这个想法很不可思议，因为红巨星和中子星是两种形成时间天差地别的天体。红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段，它的内核要么还在进行核聚变，要么已经成为衰老的白矮星，不太可能包含一颗恒星寿命终结后形成的中子星。
但是在宇宙中，这种情况确实有可能出现，比如一颗红巨星和一颗中子星距离过近以至发生碰撞时，这种天体就会产生;又或者宇宙中普遍存在的双星系统，这两颗恒星也许处于不同的年龄阶段，其中一颗年龄较大，早一步超新星爆发后成为中子星，另一颗则处于红巨星阶段，这颗中子星就有可能在爆发过程中发生位移，扑入红巨星的怀抱。二者合二为一后，一个崭新的索恩-泽克天体就出现了。 2014年，天文学家发现一颗名为HV 2112的恒星疑似索恩-泽克天体，但至今尚不能确定。这种“星中星”的天体是否真的存在呢?让我们拭目以待吧。 存在于猜想中的恒星大多很不可思议，但是谁知道我们未来又将发现什么奇怪的天体呢。也许真实的宇宙比我们想象中的还要疯狂得多。 |
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