认识G 117-B15A：宇宙中最稳定的光学钟( 二 )

在白矮星上，类似地，机械波能在星体表面传播而产生作用，并导致其亮度的微小改变：星体的亮度会略微变大，接着变小，此后再一次变大，循环。对白矮星G117-B15A来说，这个循环的周期是215.19738823秒。

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图解：天狼星B与地球大小对比图。图源：原文。
天文学家们发现，这个周期的长度正在发生变化，平均每秒增大约秒（或者说其变化率为5飞秒每秒）。这个数量小得超乎寻常。为了直观起见，我们换用年来做单位：每过620万年，这个周期会拉长一秒。
换而言之，如果你在公元6202021年再次观测这颗恒星，你会看到它的周期是216.19738823秒。我希望你有这个耐心，毕竟这个结果可能并不令人兴奋。
天文学家们调查过很多可能引起这个周期变化的因素，包括磁场，包括对该白矮星有影响的一颗伴星（在距该星很远的轨道上确实有一颗像暗灯泡一样的红矮星），还包括其他众多因素，最后发现其根本因素就只是白矮星本身大气中的氢。
这个结果很漂亮。实际上太空中的高精度“时钟”很多，比如一些毫秒脉冲星。毫秒脉冲星甚至有着比白矮星更大的密度，它们疯狂自转，可以在一秒钟自转几百次，且它们的自转相当稳定：其自转周期每过十亿年才会有显著的变化。不过呢，它们更容易出现自转突变（glitch）的情况，就是说自转速度容易发生突然改变，这往往是恒星内部力学结构的变化（例如壳层移动导致力学平衡破坏）造成的。所以，总得来说这些“时钟”的准度反而不及G117-B15A 。

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图解：F-1原子钟，位于美国国家标准与技术研究所，科罗拉多博尔德。该原子钟每走一亿年产生的误差不超过一秒。图源：原文。
还有一些原子钟，它们振荡周期的变化速率比我们的白矮星钟也要低，但是它们振荡得太快了，以至于当我们用周期变化率除以周期长度算出来的数值去表征钟的稳定性的时候（实际上这也是一种标准方法去表征钟表的稳定性），它们的稳定性还不如白矮星钟。举个例子，有一种原子钟的振荡周期是2.5飞秒（即秒），相比于白矮星的光变周期215秒来说，它振荡得难以置信地快。正因为它振荡周期如此之短，它才显得不稳定——每过大约20分钟，它的振荡周期就会翻倍，而对于白矮星来说，需要经过超过十亿年的时间才能让它的光变周期翻倍至430秒。
【认识G 117-B15A：宇宙中最稳定的光学钟】我知道这可能有点难以理解，但总之我想表达的意思是：这颗白矮星的明暗变化（我们可以用眼睛看到的那种）的等时性总体比任何其他人类已知的光学钟都要好。
这是很重要的，因为这能让天文学家更好地了解恒星的内部情况，比如可以了解白矮星内部的冷却速度有多快。由于白矮星不会自己产生热量，所以我们可以利用冷却速度去计算白矮星的年龄：其自聚变活动停止以来已经过去了多久。这个结果可以进一步帮助我们更多地了解恒星成为白矮星并逐渐停止活动的过程，以及某颗白矮星曾经是什么类型的恒星等等。
我们的太阳也终有一天会变成白矮星，大约在70或80亿年后就会，并且此后将一直是白矮星。那么太阳停止活动的过程是怎么样的？这将对整个太阳系产生什么样的影响？这都是些有趣的问题，并且都和目前的研究紧密相关。