10萬年後參宿四將爆炸,如果那時候人類依然存在,將會看到什麼?

2020-08-25 宇宙科學室

如果你在一個晴朗的冬夜仰望星空,你將會看到整個獵戶座,它的形狀大概就是一隻手拿著盾牌,另一隻手伸向天空。一個名為參宿四的亮紅色小點在獵戶座的肩膀上,這顆恆星奇特的暗調吸引了數千年來的天文愛好者。

而現在,天文學家了解到參宿四的亮度變化是因為它是一顆垂死的紅色超巨星,直徑是太陽的700倍。總有一天,這顆恆星會爆炸成超新星,在永遠從我們的夜空中消失之前,它會給人類帶來一場天體秀。

最終的爆炸解釋了為什麼當參宿四在2019年開始急劇變暗時,天文學家們卻很興奮。原本亮度為第11位的恆星其亮度卻下降了原亮度的2.5倍。參宿四是否已經走到了生命的盡頭?雖然不太可能,但超新星出現在地球天空的想法引起了公眾的注意。

現在,新的模擬給了天文學家一個更精確的概念,即當參宿四最終在未來10萬年的某個時候爆炸時,人類將會看到什麼。

人類從地球上看到的紅色超新星

在所有關於參宿四超新星在地球上被觀看到是什麼樣子的猜測中,天文學家們表示,超新星爆炸的結果仍然存在不確定性,但他們能夠利用超新星1987A期間的觀測來提高準確性。超新星1987A是幾個世紀以來已知的最接近爆炸的恆星。

地球上的生命將不會受到傷害。但這並不意味著它會被忽視。天文學家發現,當參宿四爆炸時,它會在三個多月的時間裡發出與半月一樣亮的光,比滿月暗九倍。所有這些光亮都會集中在一點上,所以,它將是天空中這個令人難以置信的強烈的燈塔,在晚上投射陰影,你可以在白天看到。全世界的人都會對此感到好奇,因為這是不可避免的。

一股幾乎和我們的太陽系一樣大的氣柱從參宿四的表面噴發出來。

在大約一年的時間裡,人類可以在白天的天空中看到超新星。當超新星爆炸的餘波變暗的時候,人們可以在晚上用肉眼觀察好幾年當它完全消失的時候,獵戶座將失去它的「左肩」。

參宿四這一紅色超新星的恆星爆炸秀

沒有必要擔心恆星爆炸。超新星必須發生在離地球非常近的地方,這樣輻射才會危害生命,根據一些估計,可能只有幾十光年。參宿四就在這個範圍之外,最近的研究表明它距離地球大約724光年,遠遠超出了危險區域。

但超新星仍可能以某些令人驚訝的方式影響地球。例如,天文學家指出,許多動物利用月球導航,卻對人造光感到困惑。再增加一個和月亮一樣亮的物體可能會造成破壞,而且野生動物會受到幹擾,具有諷刺意味的是,這樣的光亮會導致天文學家們自己的日子也不好過。

(上圖表示天文學家使用了一個名為MESA+STELLA的軟體程序來模擬人類在參宿四爆炸時可能會看到什麼。它們還包括在超新星1987A期間收集的觀測結果,超新星1987A在大麥哲倫星雲中爆炸)

當月亮很亮的時候,天文觀測已經很困難了。即使是研究參宿四也是一個獨特的挑戰。明亮的光會淹沒他們的儀器。我們不能用大多數地面望遠鏡來觀測它,也不能用太空望遠鏡,比如雨燕或哈勃太空望遠鏡。相反,他們將不得不修改他們的望遠鏡來收集更少的光。

(這張對比圖顯示了參宿四前所未有的黯淡之前和之後的情況。2019年1月和2019年12月,ESO超大望遠鏡上的球體儀器進行的觀測顯示,這顆恆星已經褪色了多少,其表面形狀發生了怎樣的變化)

天文學家說,如果參宿四確實在我們有生之年不顧一切地爆炸,將會有大量的警告。地球上的儀器會提前一天開始探測由爆炸產生的中微子或引力波。想像一下,世界上有相當一部分人熬夜凝視著參宿四,等待著燈光秀的開始,當它開始時,整個星球都會歡呼雀躍。

人類試圖去捕捉一顆垂死的恆星

對科學家來說,參宿四不爆炸才是最有趣,因為它又大又亮,所以比較容易觀測研究。從天文學家的角度來看,爆炸卻是很有趣得事情,因為我們可以非常近距離地研究一顆接近生命終點的恆星,並且研究處在參宿四的內部結構中的一些迷人的物理現象。

他們對目前正在發生的事情的最佳猜測來自於天文學家對這顆恆星以及其他類似恆星的已知情況。這項研究表明,參宿四的亮度變化可能有多種原因。一些天文學家甚至懷疑幾種不同的調光機制同時發生作用。

這幅拼貼圖將獵戶座(左)放大到參宿四(最右)最清晰的圖像之一。

當它們的核燃料快用完的時候,紅色的超級巨星開始膨脹,形成越來越多的氣體和塵埃。當這個包膜變大時,恆星的亮度就會增加。但這並不是像參宿四這樣的恆星能夠變暗變亮的唯一方式。紅巨星的表面也有巨大的對流細胞,就像我們的太陽上的那些大得多的對流細胞在那裡,湍流使熱物質從恆星內部升起。一旦它到達表面,部分物質就會像一個巨大的放射性噴湧物一樣猛烈地噴發到太空中,而這種噴湧物可以暫時改變它的亮度。

參宿四的變暗甚至可能是它即將爆炸的證據。當一顆垂死恆星的表面噴發出物質時,它通常會發生碰撞,這使得它更亮。然而,有可能是某些物質掩蓋了恆星,使它變暗。不管根本原因是什麼,這種奇怪的行為最終會為我們了解紅巨星的消亡提供新的視角。而人類卻走在研究的前列,參宿四為天文學家提供了一個絕佳的環境來研究它爆炸前最後階段的核燃燒。

相關焦點

  • 參宿四或將爆炸?
    造成這種不同的原因是,位於獵戶座肩膀位置的獵戶座 α 星,又稱參宿四變暗了,這是21世紀以來,參宿四最暗的時候。這顆超新星的預備役什麼時候會爆炸?它將要爆炸時會有什麼表現?與所有優秀的天文學與宇宙故事相似,這個故事始於一個周五的夜晚。
  • 參宿四要爆炸了?
    它和大犬座的天狼星、小犬座的南河三一起,構成了著名的冬季大三角。參宿四的質量大約是太陽的10倍,如果把它放在太陽的位置,它的外緣將延伸到火星軌道之外。它比太陽更重,所以一方面它擁有更多的燃料,比太陽更加明亮;另一方面因為消耗燃料的速度過快,它的壽命也更短。太陽的壽命約為100億年,如今即將過半。而參宿四的壽命約是1000萬年,觀測表明它很可能已經走到生命的盡頭。
  • 參宿四的一舉一動特別引人注目,如果爆炸了會怎麼樣
    上世紀五六十年代,對太陽中的米粒斑和黑子的持續研究,發現了太陽大氣中存在的對流現象,從而發現了參宿四也存在類似的現象,而且參宿四的活動程度更為劇烈!在1990年初在用紅外波段觀測時,天文學家發現了參宿四上存在巨大的對流胞。
  • 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。 澳大利亞國立大學的天文學家給出了它爆炸時間的新數據,根據他們的說法,紅色超巨星宿四比之前認為的要小,離地球也更近。 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。
  • 參宿四突然暗淡!科學家猜測它是不是準備爆炸了!
    天文學家認為參宿四的年齡只有幾千萬年,但是因為質量大所以演化得很快。以現行恆星演化的晚期階段,科學家預測參宿四在未來的數百萬年將爆炸成為 II 型超新星,並變成一顆中子星。但是近日參宿四的意外變化讓科學界一怔:參宿四是不是要提前變成超新星了?超新星是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。
  • 參宿四突然短暫變亮,是否已經爆炸成超新星了?
    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。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。
  • 參宿四什麼時候會爆發成為超新星?數萬年後?或是今晚?
    罪魁禍首是它肩膀上部的獵戶座阿爾法星,也就是獵戶座參宿四。它看起來非常暗淡,這是21世紀以來最暗淡的一次。這顆附近的候選超新星什麼時候爆發?如果爆發了會是什麼樣子?就像所有優秀的天文學和太空故事一樣,關於參宿四故事也是從周末假期到來前的周五晚上開始。
  • 參宿四什麼時候會爆發成為超新星?數萬年後?或是今晚?
    罪魁禍首是它肩膀上部的獵戶座阿爾法星,也就是獵戶座參宿四。它看起來非常暗淡,這是21世紀以來最暗淡的一次。這顆附近的候選超新星什麼時候爆發?如果爆發了會是什麼樣子?就像所有優秀的天文學和太空故事一樣,關於參宿四故事也是從周末假期到來前的周五晚上開始。
  • 獵戶座可變恆星「參宿四」,一顆註定會發生超新星爆炸的紅超巨星
    每當晴朗的夜晚來臨時,如果我們抬頭仰望天空,除了會看到月亮外,還會看到滿天的繁星,由於地球大氣層的存在,天上的星星看起來都在一閃一閃眨著眼睛,顯得十分神秘俏皮。註定會超新星爆炸的參宿四在這其中,絕大多數的「星星」都是屬於能夠自身發光發熱的恆星,恆星通過自身內部的核聚變反應,不斷的以電磁波的形式向外釋放能量,這些電磁波能夠穿過遙遠的宇宙空間,到達我們地球,我們地球上的人類也就能夠看到這些恆星了
  • 參宿四突然變亮 我們將肉眼看到超新星爆發?
    參宿四的質量大約是太陽的12倍,如果把它放在太陽的位置,它的外緣將延伸到火星軌道之外,甚至可以達到木星附近。它比太陽更重,所以一方面它擁有更多的燃料,比太陽更加明亮;另一方面因為消耗燃料的速度過快,它的壽命也更短。太陽的壽命約為100億年,如今即將過半。而參宿四的壽命約是1000萬年,觀測表明它很可能已經走到生命的盡頭。
  • 參宿四的一舉一動格外引人注目。如果它爆炸了會怎麼樣?
    參宿四是整個天空中第九大亮星,也是獵戶座中第二大亮星。赫歇爾在1836年首次發現了它的光度變化。從1836年到1840年,它的光度增加了。1849年,它有一個短暫的光度變化周期,1852年達到頂峰。此後,參宿四的光度變化仍在繼續,但沒有確定的周期。
  • 等待參宿四:這顆爆炸之星怎麼了?
    獵戶座與暗淡的參宿四(艾倫·戴爾攝於2019年12月21日)這顆離我們距離不遠的超新星什麼時候爆炸? 爆炸時是什麼樣子?和其他神奇天文事件一樣,這個故事始於晚上,持續到周末。來源:NASA/ HST參宿四是銀行系中最佳候選超新星之一,廣受關注。早些年,可以用望遠鏡看到遙遠星系的超新星,但很難在我們銀河系中看到:1604年,位於蛇夫星座的克卜勒星是觀測到的最後一個超新星, 1987年又觀測到大麥哲倫星雲附近的超新星,僅此而已。像參宿四這樣的紅巨星,壽命短,氫燃料不到1000萬年便可耗盡。
  • 科學家重測紅巨星參宿四 至少再發光10萬年不爆炸
    參宿四在過去一年曾經持續暗淡無光,曾經以為它可能會爆發成超新星,因此天文學家在這段時間對參宿四做了更多的研究,新的結論認為參宿四距離我們更近,體積沒有過去推算的那大,而它維持的時間應該還有10萬年,因此想看它爆炸可能要失望了。
  • 參宿四為何暗了又亮?它隨時可能爆炸,未來人類將能看到震撼場面
    獵戶座是人類比較熟悉的一個星座,這個星座存在四個明顯的「稜角」,這些稜角都是由恆星構成,參宿四就位於其中一個角上,因此它又被稱為「獵戶座α」。,但這也意味著我們無法實時知道參宿四表面發生了什麼情況,因此光線在如此遙遠的距離中傳播一定會存在延遲。
  • 參宿四為何暗了又亮?它隨時可能爆炸,未來人類將能看到震撼場面
    獵戶座是人類比較熟悉的一個星座,這個星座存在四個明顯的「稜角」,這些稜角都是由恆星構成,參宿四就位於其中一個角上,因此它又被稱為「獵戶座α」。根據天文學家長期的觀測和研究發現,參宿四在質量上超過太陽質量10倍甚至更多,如果把它放在太陽現在的位置上,那麼它的最外層可以擴張到木星的軌道上,因此它被定義為紅超巨星。
  • 參宿四爆炸,僅是獵戶座的災難嗎?對人類又有何影響?
    圖解:透過ALMA於2017年6月拍攝到的參宿四,這是迄今解析度最高的太陽系外恆星照片,也是ALMA首度清楚觀測到恆星表面如果參宿四的質量幾乎是太陽的20倍,就像大多數研究表明的那樣,那麼它將在未來10萬年的某個時候發生爆炸,留下類似仙后座a的天體飛濺(如圖所示)。
  • 參宿四將成為超新星爆炸,即使在白天,也可以看到奪目的光芒!
    ,可能會在未來幾天、幾年、幾百幾千年、乃至100萬年內消亡,但科學家們堅持認為,參宿四變暗是由於恆星的脈動造成,這種現象在紅超巨星中相對常見,參宿四幾十年來一直被認為屬於這一類。美國國家科學基金會研究生研究員戈德伯格說:我們想知道如果一顆恆星脈動在不同階段爆炸會是什麼樣子。早期的模型比較簡單,因為它們沒有考慮脈動的時間依賴效應。當參宿四大小的恆星最終耗盡了在其中心融合物質時,它就失去了阻止其在自身巨大重量下坍塌的外部壓力。
  • 一會說爆炸,一會說不爆炸,參宿四到底怎麼了?
    但後來發現,參宿四的質量還算大,因此,不大有可能會發生這種事情,而且,不僅不會影響地球,相反,如果參宿四真的爆炸,還能夠讓地球上的人類親眼目睹一次紅超巨星爆炸的過程,這在天文史上是很難得的機會。
  • 人類可能面臨末日,參宿四爆炸對地球有什麼影響
    如果把參宿四搬到太陽系中心。那他的表面會覆蓋地球,火星抵達木星。參宿四是一顆末日恆星,瑪雅預言的末日就是在說它的謠言。什麼是紅超巨星?參宿四在恆星中屬於紅超巨星。最近參宿四的亮度著實迷惑了科學家一把,也讓天文界感到不安。因為這顆恆星好像要爆炸了,這究竟是是怎麼回事呢?在去年10月下旬以來,它開始變得暗淡,下降到50年以來最低的亮度。以至於天文學家都以為它要爆發成超新星了。參宿四爆炸會發生什麼?
  • 參宿四近期的亮度異常,難道真的要爆炸了嗎?
    即參宿四正準備爆炸,一個重要的因素就是它的光度突然下降了兩倍。位於獵戶座中的參宿四美國變星觀測協會(AAVSO)提供的亮度曲線的最新估計,證實了參宿四的確實變化了一等的說法,從+0.5等到+1.5等。2019年10月的參宿四比現在亮2.5倍。