參宿四突然短暫變亮,是否已經爆炸成超新星了?

2020-12-03 星球上的科學

位於獵戶星座肩部的紅超巨星參宿四,是夜空中最易於辨認的恆星之一,同時也是目前已知最大的恆星之一。

從2019年十月份開始參宿四便開始異常的「活躍」,因為科學家們注意到,參宿四這顆最亮的恆星突然發生了亮度上的變化。

這就引發了有關參宿四即將超新星爆發的推測,有科學家推測,或許參宿四已經發生了超新星爆炸,但是我們沒還沒有觀測到,事實真的是如此嗎?

首先來認識一下這顆恆星——參宿四

參宿四來自拜耳命名法中最著名的獵戶座α,是全天第九亮的星,同時也是獵戶座第二亮的星。而且它是一顆明顯的紅色半規則的變星,視星等在0.2—1.2左右之間變化著,是變光幅度最大的一等星。

在1920年,參宿四是除了太陽之外第一顆被測出角直徑的恆星,目前這顆恆星的視直徑在0.043~0.056角秒之間。

在分類上,參宿四屬於紅超巨星,目前認為參宿四到地球的距離大約是700光年,平均絕對星等是-6.05。

而關於參宿四的質量一直都存在爭議,有的資料顯示它的質量是太陽的14到15倍之間,但也有的資料顯示它的質量達到了太陽質量的18到20倍。

視星等:觀測者可以用肉眼看到的星體亮度,其大小也可以為負值,數值越小亮度越高,反之就越暗。在天空中肉眼能見到的大約有6000多顆恆星,在古希臘就已經將這些恆星的亮度分為6個等級,肉眼剛剛好能看到的定為6等星,比6等亮一些的為5等,依此類推,比如在滿月時月球的視星等約為-12。

作為一個移動目標,參宿四可以周期性的改變其形狀,因為它的周邊昏暗,光度變化等等因素,所以參宿四仍然充滿了神秘。

天文學家認為參宿四的年齡只有1000萬年左右,因為它的質量比較大,所以導致內部反應的非常快,如果以現在的的恆星演化的末期階段來看,預測參宿四在未來的幾十萬年之內隨時會爆炸為超新星。

參宿四是一顆著名的變星,數年來,來自美國變星愛好者協會(AAVSO)的業餘愛好者以及專業天文學家都在不斷地觀察著它的亮度變化,發現參宿四存在著周期性的亮度升降循環。

關於這個特點有種比較可信的說法表明,當這種循環中的變星亮度最小值集中到同一時刻的時候,一顆恆星看起來就會變得異常的昏暗,而更恐怖的是參宿四現在就是這種狀態。

恆星的生命歷程是什麼樣的?

恆星都是有生命周期的,就拿太陽來說,它現在是正值「青壯年」的主序星時期,然而大約再過50億年,太陽就會變成一顆白矮星,在這個過程中,太陽會經歷一個「中老年」的紅巨星時期,最後爆炸死去,但是太陽是不會發生超新星爆炸的,因為它的質量不夠。

而質量比太陽的質量大上20倍以上的恆星,他們會有兩種結果,一就是發生超新星爆炸而變成一顆中子星,另外一種情況是發生超新星爆炸,不過最後是變成黑洞。

當一顆質量比較大的恆星走到生命盡頭的時候,會以一種我們稱之為「超新星」的方式爆炸,超新星是一顆恆星演化的終極階段,而參宿四就是這樣的一顆恆星,它目前可能離生命的終結最多只有幾十萬年的時間。

恆星為什麼會發生超新星爆炸?

超新星爆發則是指某些恆星在演化過程中接近末期時經歷的一種劇烈爆炸,這種爆炸發生的時候特別明亮,它所發生的電磁輻射擊鼓能夠照亮他所在的整個星系,可以持續幾天甚至幾個月才逐漸消失。

而恆星通過爆炸可以將它的大部分甚至幾乎所有物質達到十分之一的光速朝外飛去,並向周圍的星際物質輻射激波,這種激波會導致形成一個膨脹的氣體和塵埃構成的殼狀結構,這被稱作超新星遺蹟,超新星是星系引力波潛在的強大來源。

超新星可以分為兩種爆發形式。

一是大質量恆星核心的引力塌陷,在這種情況下,一顆簡併的白矮星可以通過吸積從伴星那兒累積到足夠的質量,或是吸積或是合併,提高核心的溫度,點燃碳融合,並「點燃」失控的核聚變,將恆星完全摧毀。二是大質量恆星的核心可能遭受突然的引力坍縮,釋放引力勢能從而創建一次超新星爆炸。

參宿四是人類觀測和記錄的距離地球最近的一顆紅超巨星,距離地球大約700光年,如果爆炸,將是人類觀測和記錄的最近的超新星。

但是這也意味著,如果我們今天晚上就看到了參宿四爆炸,那參宿四實際上是700年前爆炸的,它發出的光需要700年我們才可以接收到。

參宿四到底會不會爆炸呢?

自2019年10月份開始,參宿四的亮度變化就非常的奇怪。

天文學家們首先是觀察到它的亮度急劇持續變暗,達到近一個世紀以來最弱的時刻,而最近有變亮的趨勢,不過有待進一步確認。

種種跡象表明這顆恆星有可能進入了前超新星階段,這也就意味著參宿四很有可能會發生超新星爆炸。這也需要時間去觀察,因為超新星爆炸會有十幾天的時間,如果真的爆炸了參宿四的亮度會比之前的要亮上許多。

當然,如果爆炸,我們肯定會親眼看見它的,因為它爆炸後將會成為天空中僅次於太陽和月球的第三亮天體,預估至少達到 -17 等,而且這顆超新星也會在天空中擺上好幾個星期,發出的光芒很有可能在白天我們也能看得到。

如果參宿四真的爆炸了會摧毀地球嗎?

這個大家儘管放心,答案是肯定不會的,因為我們的地球離參宿四還是太遠了,那些還在核聚變的什麼,還有多到無法計算的輻射量和強到能把人嚇呆的能量衝擊波,都不會波及我們的地球。

如果我們靠得足夠近的話,衝擊波可能是我們應該考慮的問題,但在已傳播這麼遠的情況下應該不能探測衝擊波了,估計我們探測所能得到的最壞的結果是中微子振蕩,這就警告我們要密切關注「奧萊紅眼」。

也就是來自向著超新星運動的星體的中微子振蕩,可以在15分鐘左右先於爆炸發出的光線到達任何目的地,還有爆發產生的伽馬射線暴,不過因為它與地球夾角位約為20°,這對地球也不會有任何的影響。

而且還有天文學家提出,參宿四的亮度變化也有可能是由於某種氣體或者塵埃的噴發,或者只是其表面亮度的變化,不一定是進入了前超新星階段。

最後我們來總結一下。

參宿四已經處於生命的末期,隨時可能會發生爆炸,但最長依然有可能持續數十萬年。參宿四亮度持續變化,並不代表它立刻就會爆炸,具體原因還需要科學家持續觀測。如果參宿四超新星爆炸,我們是不會受到影響的,而且我們將見證銀河系最壯觀的成超新星爆炸的場景。

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