科學家太難了,連測量參宿四的距離都這麼複雜

2020-12-04 萬象經驗

獵戶座中的一顆亮紅色恆星參宿四,正處於恆星生命的最後階段。天文學家一直認為它有一天會爆炸成為超新星。在2019年底和2020年初,參宿四在天文學家的社交媒體上引發了大量討論。他們有點想知道,是否爆炸即將來臨,因為自2019年10月下旬以來,這顆恆星已經前所未有地暗了一個明顯的數量級。

隨著這一消息成為主流,許多人想知道參宿四離我們有多遠,一次爆炸是否會傷害地球上的生命。如果參宿四爆炸,好消息是:它離我們足夠近,可以上演一場壯觀的燈光秀,它也離我們足夠遠,不會對地球造成任何傷害。

首先給出距離,參宿四離我們大約有724光年。但是,即使是相對較近的恆星,要得到這個答案也異常困難。

在過去的30年裡,隨著新技術的應用,天文學家們才獲得了關於參宿四距離的更精確的測量數據。這一進展始於1989年,當時歐洲航天局(ESA)發射了一架名為希帕爾科斯(Hipparcos)的太空望遠鏡。在幾年的觀測中,希爾科斯太空望遠鏡為超過10萬顆相對較近的恆星提供了視差和距離數據。

這些測量結果成為了我們今天所看到的大多數恆星的估算距離的基礎。

Hipparcos的原始數據顯示參宿四的視差為7.63毫弧秒,這大約是滿月寬度的百萬分之一。基於視差的計算得出了大約430光年的距離。

然而,參宿四是一顆變星,因為它的亮度隨時間波動。由此開始了估算參宿四距離的困難。這是因為後來的研究發現,在減少變星的Hipparcos數據的方法中存在一個錯誤。糾正這些錯誤的努力產生了5.07毫弧秒的視差,將參宿四估計的距離從430光年改變為大約643光年,不確定度為正負46光年。

2017年,天文學家公布了新的計算結果,進一步將參宿四的視差精確到4.51毫弧秒。這項對來自Hipparcos的數據進行的新分析還包括了幾臺地面射電望遠鏡的觀測結果。這使得參宿四的距離變成724光年,或者更準確地說,在包含數據不確定性的情況下,介於613光年和881光年之間。

困難及發展

你有沒有從兩個不同的位置觀察過附近的物體,並注意到它的位置相對於遠處地標的變化?這就是所謂的視差效應。為了獲得距離估計值,每隔六個月測量一顆鄰近恆星相對於遙遠背景恆星在天空中的位置。在這段時間裡,地球一直走到軌道的另一邊,所以這兩個觀測地點被地球軌道的直徑隔開,附近恆星在這兩個位置上的相對位置的不同,使得天文學家可以推導出視差角,並計算出與附近恆星的距離。

這一過程受到許多因素的阻礙,包括涉及的角度極小、儀器的缺陷、地球大氣層的渾濁等等。從地球上進行的觀測,即使是在非常清晰和黑暗的地方,也會因大氣對光的扭曲而模糊不清。

希帕爾科斯從1989年開始進行太空觀測,突破了地球大氣層的限制,獲得了當時空前精確的恆星位置數據。天文學家利用地面和太空天文臺,通過儀器和數據分析方面的創新,繼續完善這些測量數據。

相關焦點

  • 參宿四的距離比以前估計的近,十萬年內將爆發超新星
    參宿四的距離和大小最近,科學家利用新的方法,測量了參宿四的大小和距離,發現參宿四的距離為548光年(以往估計值640光年),半徑是太陽的750倍(以往估計值為1000倍);該論文發表在《天體物理學雜誌》上,主要作者是澳大利亞科學家Meridith Joyce。
  • 科學家發現參宿四「變小了,變近了」,距離縮短了200光年
    獵戶座是我們仰望星空時最容易看到的星座,夜晚大部分時間中都能在南邊的夜空中看到它,獵戶座中有兩顆十分明亮的恆星,即參宿四和參宿七,其中參宿四在獵戶座的左肩膀部位,參宿七在獵戶座的右腳部位,它們都是已經進入到恆星主序星階段末期的大質量恆星。
  • 距離太陽系634光年的參宿四發生超新星爆發,我們會看到什麼?
    參宿四爆炸了就是一顆超新星,它的光芒將會照亮整個銀河系,我們地球上看到的當然就非常亮非常亮了。這個亮度有多大呢,科學家預測,可以達到目視星等-12等。可能大家對這個「星等」不太熟悉,雖然過去時空通訊也多次介紹過這方面知識,但為了更好地回答這個問題,還是再簡單說一下。
  • 巨大的參宿四,比太陽大了7億倍;危險的參宿四,隨時都可能爆炸
    晴朗的夜晚,在滿天的星光中,獵戶座是最容易辨認的星座了,一年四季我們都能在南邊的天空中看到它,對它上面的每一顆星也都很熟悉,其中它左肩上的紅色亮星就是參宿四,它也是全天第9亮星,可以說抬頭可見,在冬季的夜晚,它與大犬座的天狼星、小犬座的南河三組成冬季大三角。
  • 參宿四爆炸變成超新星是什麼樣?科學家模擬了最終的結局!
    參宿四變暗事件隨著真相的揭示而再次引發了一陣新的討論,這顆巨大的天體並沒有死亡,興許真的只是塵埃擋住了真相,模糊了我們的雙眼,但是不得不否認,參宿四如果真的爆炸變成超新星,它將引起科學界的觀星浪潮!那麼參宿四變成超新星是什麼樣?科學家模擬了最終的結局!
  • 參宿四有7億個太陽大,它是宇宙最大恆星嗎?它比盾牌座UY小多了
    光年是天文學上衡量宇宙天體之間常用的距離單位。一光年的距離就是光一年內在宇宙中傳播的距離。這個距離大約是94607億公裡。參宿四距離地球非常的遙遠。它發出的光至少要經過640年才能夠到達地球。所以我們看到參宿四突然變暗後又變亮的這種現象已經發生了至少640年了。至於現在的參宿四是什麼樣子,我們不得而知。參宿四有多大呢?
  • 恆星參宿四即將爆炸,爆炸將非常明亮,白天都可以看到
    研究人員說,這次恆星爆炸將非常明亮,在一年的大部分時間裡,白天都可以看到。 雖然參宿四通常是天空中最亮的恆星之一,但它似乎在2019年底變暗——科學家認為這可能意味著它即將爆炸。 新的研究表明,這種變暗現象實際上是由於一團塵埃雲遮蔽了這顆恆星與地球的距離,以及這顆恆星的自然脈動,但同時也給出了它成為超新星的時間框架。
  • 參宿四突然變暗是星冕洞作怪?
    參宿四位於獵戶座,距離地球500光年,是夜空特別明亮的恆星之一。參宿四屬於脈動變星,就像心跳一樣,不停地收縮和膨脹,半徑在 684 ~ 1172 R⊙ 之間變化,導致變光周期有一個425天的短周期和一個5.7年的長周期。天文學家們還觀察到了參宿四的噴發現象。2020年4月以前,歐南天文臺超大望遠鏡開始拍攝的參宿四的亮度已下降至正常水平的40%。一些天文學家猜測參宿四即將變成超新星,將大多數物質排入太空,進入生命盡頭。
  • 參宿四要爆炸了?
    不過藉助強大的天文望遠鏡,在計算機的輔助下,現在我們可以很容易地找到宇宙中距離我們十分遙遠而暗弱的超新星爆發事件。然而,像1054年那樣明亮的超新星爆發現象,在此之後還從未再次出現過。不過,看起來參宿四很可能就是下一顆,而且很快就會爆發。
  • 參宿四突然暗淡!科學家猜測它是不是準備爆炸了!
    宿四是一顆紅超巨星,其質量是太陽的12倍,距離地球約700光年。1836年,天文學家約翰·赫歇爾爵士首次注意到參宿四的變化。從物理上講,這顆恆星目前的膨脹半徑大約為8個天文單位(AU)。如果你把它放在我們太陽系的中心,參宿四可能會一直延伸到木星的軌道。那麼為什麼科學家會認為它會爆炸呢?這要從參宿四的演化說起。
  • 參宿四或將爆炸?
    參宿四確實衰弱了,比旁邊的畢宿五還要暗一些。自1970年起,對參宿四星等的估算。來自:AAVSO這樣的變化對像參宿四這樣的變星來說並不尋常,同時也使天文界帶有些躊躇。作為一個距離700光年的、12倍大於太陽的紅巨星,參宿四的紅橙周期性變化於1836年首次被記載,記錄者為天文學家約翰赫歇爾爵士。
  • 「參宿四」發生超新星爆炸,會不會導致人類滅絕?
    在1997年的時候,人類科學家曾經觀測到120億年之外的一次超新星爆炸,在兩秒鐘釋放出的亮度,就相當於宇宙當中全天幾乎所有星體亮度的總和;在先後50秒的時間裡,這顆超新星爆炸釋放出的能量,大概相當於我們整個銀河系200年的輻射總和,這個數字已經遠遠超出了人類的想像。
  • 哇,參宿四可能比預想的,要更近25%!
    參宿四可能比之前認為的距離更近25% 參宿四經歷了兩次變暗。眾所周知,它是天空中最亮的十顆恆星之一,天體物理學家和天文學家都忙著試圖了解這顆紅色超巨星發生了什麼。
  • 超新星——參宿四要爆發了嗎?
    近日,眾多科學家通過觀測發現,遠在獵戶座的參宿四和往常不太一樣,它正在以驚人的速度變亮。那麼,這一現象是否代表著其已經爆發為超新星呢?而這,有將會對地球和人類造成何種影響呢?別急,聽宇健給你慢慢道來。(你們也許是這個表情)如果把它放在太陽的位置,甚至連土星都會被其吞沒。像參宿四這樣的恆星壽命只有幾千萬年。
  • 參宿四超新星爆發熄滅後,夜空會暗多少?科學家說:七分之一!
    最後在超新星爆發的中心將形成一顆中子星或者黑洞,但以參宿四的質量,未來將形成一顆中子星。參宿四到底會不會爆發?爆發的衝擊波會不會影響地球?未來的中子星會對地球造成影響?都是本文要探討的話題。關於參宿四的質量比較爭議,主要是因為參宿四的距離無法準確測量的原因。參宿四的光度變化發現赫歇爾在1836年第一次描述了參宿四的光度變化,變化周期有相隔數年也有相隔十年都沒有大的變化,因此參宿四變化並沒有特殊規律,但就整體來說,參宿四從赫歇爾發現開始,每隔一段時間(一般為數年)就會有一次亮度峰值。
  • 如果某一天夜空突然被點亮,600年前可能是參宿四已經爆發了?
    即便量子糾纏遠超光速,但它無法傳遞有效信息,我們對探索宇宙所用到的工具無非就是電磁波和引力,而這兩者的速度都是光速。在距離地球640光年遠的獵戶座上,有一顆被命名為參宿四的恆星。它也是我們在夜晚可用肉眼看到最明亮的恆星之一。
  • 恆星參宿四到底什麼時候爆炸?科學家重新評估了一下
    據外媒CNET報導,參宿四(Betelgeuse)是一顆紅超巨星,與太陽相比,它是個龐然大物。從2019年底開始,當這顆恆星經歷了一些奇怪的變暗和變亮的情況時,圍繞著參宿四爆炸的猜測就開始了。科學家認為,塵埃雲導致了其中一個事件。
  • 追蹤參宿四創傷性爆發
    科研團隊從去年年初開始使用哈勃(Hubble)分析參宿四(Betelgeuse)這顆龐然大物。他們的觀測是哈勃望遠鏡為期三年的研究的一部分,該研究旨在監測恆星外部大氣的變化。哈勃光譜是在2019年初和2020年拍攝的,並通過測量鎂II(單離子鎂)線探測了恆星的外部大氣。
  • 參宿四再一次點亮夜空!
    作為一顆變星,參宿四確實會經歷光亮和暗淡的時期,但變化周期不夠穩定,所以很多人想知道是什麼因素影響著它的變化。恆星的亮度可為好幾種因素所改變。例如,造父變星會因為膨脹和收縮而改變亮度。這是因為造父變星膨脹的時候,它會因其外層的氦發熱而擴大,而在氦冷卻之後收縮。由於脈動效應是有規律的,天文學家可以用造父變星作為標準燭光來測量相鄰星系之間的距離。
  • 參宿四即將爆發?光譜分析揭開真相
    作為獵戶座最亮的恆星,「冬季大三角」的一員,參宿四一直是知名度最高的星星之一。已經進入暮年的參宿四即將走到超紅巨星生命的盡頭,在未來10萬年的某個時刻超新星爆發,進行最後的謝幕演出。那個時候我們可以在天空中看到兩個月亮。也因此,參宿四成為天文愛好者最關注的幾顆恆星之一。