长着大肿包的双星

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  北方地冻天寒的季节,有些同学喜欢在冰上玩陀螺,陀螺运转起来就像一个不倒翁,它的自转轴时而朝左右摇摆。陀螺自转轴这种摇摇晃晃的运动就是进动。物理学解释进动为一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某中心旋转的现象。
  晴朗的夜空,点点繁星都是一个个星球,每一个星球都跟被抽打的陀螺一样,在不停地自转。对于那些双星来说,它们之间的运转,就像是一对小伙伴儿在跳舞。双星都会产生这种运动,人们已习以为常,但美国天文学家希南却发现一对双星在这样运动的时候却出现了不正常的现象。这对双星是武仙座DI,它的亮度肉眼是看不到的,只有用小型望远镜,才可以发现它,并看出它是双星。很幸运的是,DI与我们的视线一致,我们可以很完美地看到它们的“舞姿”。
  希南发现,当它们运行到相互距离最近的时候,它们的进动速度明显减慢了,这时候的进动只有理论计算值的四分之一。
  双星可以看作是两个陀螺,它们的进动也该符合陀螺运动的理论模式,但这对“陀螺”明显出了毛病,它们的进动速度为什么会减下来,这问题让希南十分头痛。
  头对头躺着运行的双星
  武仙座DI双星在靠得最近的时候,进动不正常,这个问题已经困扰了希南三十多年,他想不出其中的原因。开始他以为这里应该有三颗恒星,另一颗看不到,这个看不到的恒星干扰了这对双星的运行。通过寻找,并没有第三颗恒星存在的证据。他还尝试用其他理论来解决这个问题,但是也没有结果。
  希南的困惑让另一个天文学家奥尔布莱奇知道了,他也对这个问题产生了兴趣,他领导的研究小组也开始研究武仙座DI双星的反常进动问题。很幸运的是,奥尔布莱奇拥有更好的技术条件,最后他们发现了一个重要情况。他们发现:这对双星的自转轴不是站立的,而是倾斜的,不仅倾斜而且倾斜得很厉害,它们几乎都是躺在自己的轨道上运行,当它们围绕着对方运行的时候,都是“头”对着“头”,“脚”朝向外侧。谁也没有想到宇宙中的双星能像武仙座DI这样,采用躺倒的方式来围绕着对方运行。
  躺着运行也没有什么大惊小怪的,这样的情况在太阳系也有,天王星就是这样,也是躺在自己的轨道上运行,运行的轨道就像是一个星球自己的家,在自己的家里,它是躺着还是站着,谁也管不着。但这样的发现,还是没有回答根本的问题,他们还是搞不懂武仙座DI双星反常的进动。在继续研究下去的时候,他们又发现了另一个秘密。
  两个星球都有大肿包
  在海边,当海潮来临的时候,大海浪一次又一次地冲积海岸,造成海潮的原因不在地上,而是在天上,当月亮和太阳出现在一条直线上的时候,它们联合的引力就会造成大海潮。
  在武仙座DI双星那里,这种情况变得严重很多,它们之间的距离很近,只有地球与太阳距离的五分之一,这使得它们之间的引力非常大。另外,这对双星的质量不相上下,都相当于太阳的五倍,这么大的质量也决不可小视。近距离再加上大质量,这两方面的因素大大加强了它们之间的引力。于是在它们之间,就出现了一种引力的奇观。
  两个星球在靠得最近的时候,它们的身上都鼓起来一个大肿包,这两个大肿包遥相呼应,似乎都在向着对方遥望。你对我产生引力,我也对你产生引力,如果引力再强大一些,只怕这两个大肿包会连在一起,形成两颗星球之间的一座大桥。
  如同一个人的身体,既然是大肿包,就有消除的时候。当这两个星球逐渐远离的时候,大肿包也就逐渐消失了。
  于是,关于这对双星进动为何不正常的答案就出来了:大肿包会带来额外的引力,额外的引力导致了进动的不正常,这就是希南困惑的原因,当大肿包消失的时候,它们的进动又恢复正常了。
  知识链接
  什么是双星
  双星由两颗绕着共同的重心旋转的恒星组成。对于其中一颗来说,另一颗就是其“伴星”。相对于其他恒星来说,位置看起来非常靠近。
  双星有多种,一颗恒星围绕另外一颗恒星运动,或者两者互相围绕,并且互相有引力作用,也称为物理双星:两颗恒星看起来靠得很近,但是实际距离却非常远,这称为光学双星。一般所说的双星,没有特别指明的话,都是指物理双星。根据观测方式不同,通过天文望远镜可以观测到的双星称为目视双星:只有通过分析光谱变化才能辨别的双星称为分光双星。
  武仙座
  武仙座(Hercules),北天星座之一。中心位置是赤经17时20分,赤纬32°,面积约1225平方度,居第五位。在天龙座之南,天琴座和北冕座之间。座内目视星等亮于6等的星有181颗,其中亮于4等的星有23颗。星座西部有一著名球状星团M13,它由30多万颗恒星组成,直径为35光年。纬度变化位于 90°和-50°之间可全见,最佳观测月份为7月。
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