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亮瞎眼的胳肢窩——我們即將看到千年一遇的近距離超新星爆發了嗎?

最近,北方冬季夜空中非常明亮的一顆星——「參宿四」,引起了天文學家和天文愛好者們的注意。在過去的兩個月中,參宿四的亮度「驟然」降低,亮度排名已經從最亮時的全天第九跌到了第十九位。不過天文愛好者們最關心的問題並不是它為什麼變暗,而是作為一顆處於恆星演化末段的紅超巨星,參宿四是不是即將爆發為一顆在白天都能看到的超新星?還有,它會不會威脅到地球?

如果你覺得「參宿四」這個名字很陌生,或者不知道它是哪顆星的話,不要急,因為多數人都見過它,只是不認識而已。只要你抬頭看過北方冬季的夜空,而且天氣晴朗的話,你大概率已經見過參宿四——它是著名的「冬季大三角」中的那顆發紅的亮星。

參宿(shēn xiù,注意不讀cān sù)四又叫「獵戶座 α 星」,在冬季夜空中,它與藍色的天狼星、小犬座的南河三組成冬季大三角。

如果你想親眼看到它的話,只要在今晚的夜裡十一點左右,望向東南方的夜空,就能找到它。和它一起的還有著名的「獵戶座腰帶」三星:

參宿四就在「獵戶」的右腋下,如果爆發,這無疑是最亮的「胳肢窩」。獵戶腰部等距的三顆星即「獵戶座腰帶」,也是非常好找的標誌星。

參宿四距離我們640光年,質量大約是太陽的十幾倍。別看質量沒大太多,它卻有著十分巨大的體積。如果把參宿四放在太陽的位置上,它的邊界將達到木星附近,以至水星、金星、地球都會被它「吞沒」。

這是迄今為止拍攝到的最清晰的參宿四圖像,參宿四也是第一顆除太陽以外被拍攝出恆星盤面(角直徑)的恆星。

我們知道,恆星的質量越大,燃燒得就越猛烈,會越快的消耗完自身的氫元素並引發更劇烈的氦聚變和重元素聚變(到鐵停止),所以相對於太陽100億年的壽命,身寬體胖的參宿四卻顯得十分「短命」。像參宿四這種質量的紅超巨星壽命僅有幾百萬到幾千萬年,極端的甚至只有幾十萬年。在紅超巨星的壽命臨近終結的時候,它們會頻繁的發生體積忽大忽小、亮度忽明忽暗的變化,然後迎來生命中最後也是最輝煌的一刻——超新星爆發。雖然名字中有個「新」字,但其實這次爆發對紅超巨星和周圍的行星都是一次毀滅。超新星在爆發時放射出的光芒相當於太陽一生中所放射的光芒的總和,亮度足以照亮整個星系,甚至在遙遠的可觀測宇宙的深處都可以見到它的閃耀。而且,超新星爆發時「拋射」出來的不只有可見光,還有各種極端高能的射線和大量被加速到每秒上萬公里的物質。這種難以想像的猛烈風暴會席捲恆星周圍的空間,並在其後的幾百到上千年的時間裡,形成一個直徑以光年計的超新星遺迹。

天文學家們預測,參宿四爆發後,會在核心位置留下一個直徑20公里左右、比太陽略重的中子星

如果爆發前的紅超巨星周圍行星系統中有生命存在的話,無疑迎來的將是毀滅。

參宿四目前就處在這種忽大忽小、忽明忽暗的劇烈「喘息」階段。在過去的幾十年里,參宿四一直明暗不定,天文學家們預測它會在未來10萬年內爆發為超新星。但是,就在最近幾個月,參宿四的亮度下降到了近25年來最暗淡的時候:

近兩年來參宿四的光度統計圖,可見最近下降趨勢明顯

多數人看到這個報道都會不由得猜想:難道它是要爆了嗎?這次變暗會不會是它最後的「深呼吸」?

天文學家們對此的回應是,放心,參宿四不大可能在未來極短的時間內爆發。這樣說的原因一來是參宿四在有觀測記錄的歷史上一直是忽大忽小忽明忽暗的變化,而且變化的幅度並不規則,屬於「半規則變星」。歷史上參宿四很可能有比現在更暗的時候,只是在短暫的人類歷史中,特別是有準確文字記錄的最近幾百年內沒有記錄到;另一個原因是,在參宿四周圍有大量氣體塵埃雲,可能最近的光芒暗淡只是因為被塵埃雲遮擋住了而已。

至於另一個人們更為關心的問題——如果參宿四真的爆發了,地球和我們會怎樣?天文學家的回答是,即使參宿四真的已經爆發,準確說如果明天我們就看到參宿四爆發的話,那對我們也不會有什麼太大的影響。因為雖然參宿四離我們只有600多光年——這個距離在天文學尺度上幾乎可以用近在咫尺來形容 ,但理論計算表明,只要距離地球超過50光年遠,一般的超新星爆發就不會對地球造成什麼影響,參宿四離我們還是足夠遠的。當然,如果它真的爆發了,那麼我們的夜空中會出現一顆僅比滿月暗一些、能照亮書本的亮星,甚至在白天仍然能看到它,而且它可能會持續數十天到數年:

參宿四爆發效果,圖自科普節目V101 Science

另外,天文學家們估算,在銀河系尺度的星系裡,大約每幾十到上百年會爆發一顆超新星。考慮到銀河系中有數千億顆恆星,所以在一個星系中發生超新星爆發的概率並不高(上一顆觀測到的銀河系裡超新星爆發是在1604年)。但是,由於可觀測宇宙中的星係數量也在千億量級,所以平均下來我們的宇宙中每天都有至少千萬至上億顆恆星爆發為超新星,或者說,每秒鐘都有成百上千的「太陽」炸掉。

然而我們還是安然無恙的生活著,至少最近這幾十萬年是。

回過頭來再看看一開始的擔心,是不是想起一個成語?

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