比太陽大7億倍:危險的參宿四,隨時可能爆炸?


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比太陽大7億倍:危險的參宿四,隨時可能爆炸?

冬夜最驚豔的星座是獵戶和它附近的天狼星,但從去年2019年底以來,獵戶座中最耀眼的參宿四就開始了它的表演,亮度急劇變暗,一時間網上就充斥著參宿四即將超新星爆炸的說法,而在2020年時參宿四亮度急劇增加,似乎爆炸隨時可能發生!

但從2020年初恢復亮度到現在,似乎參宿四又開始穩定發光,但它仍然發出和其他恆星不一樣的詭異紅光,它到底會不會爆炸,萬一超新星爆發對地球有何影響?

紅圈處就是參宿四

我們先給出答案,有科學家認為它還處在氦燃燒早期,暫時不會爆炸,這又是啥意思?

參宿四,距離地球最近的潛在超新星

參宿四很大,到底有多大呢?一句話可以形容,假如將它放在太陽系中間的話,它的半徑可以到達木星軌道附近,它的體積是太陽的7億倍。而且它是第二顆被確定角直徑的恆星(第一顆當然是太陽了),1920年天文學家測量出了它的角直徑。

不過參宿四的距離和實際大小誤差很大,比如角直徑在0.043~0.056角秒之間,質量在太陽的14~20倍左右,距離則從180~1300光年不等,所以一直以來參宿四真正的大小和距離都很少有準確數字出現,不過現代天文學基本可以確定,它比太陽大,而且大很多很多。

天文學家認為,參宿四的年齡只有1000萬年左右,越大質量的恆星演化越快,它已經進入演化的末期,紅巨星階段,赫歇爾在1836年就發現了參宿四的光度變化,週期變化不確定,忽亮忽暗,最亮時可達0.2等,最暗時只有1.2等!

參宿四光變

參宿四這種亮度變化屬於半規則變星,這是中期和晚期的紅巨星或者超巨星不穩定燃燒的發光特徵,根據恆星演化模型,這個階段中的某個時候就是超新星爆發的階段!

2019~2020光變化曲線

因此2019~2020年參宿西的至暗時刻,很多媒體都猜測參宿四馬上就要超新星爆炸了,人類將目睹這一千古奇觀,因為參宿四距離地球不是特別遠,所以我們能看得非常清楚!

什麼是氦燃燒階段,距離超新星爆發還有多久?

澳大利亞國立大學(ANU)的梅里迪斯·喬伊斯(Meridith Joyce)博士領導一個團隊對參宿四詭異的光變進行了研究,認為參宿四儘管最近出現了亮度急劇變化,但仍然可能還處在紅巨星中的氦燃燒早期階段,距離超新星爆發還早!

什麼是氦燃燒?

一顆恆星從開始形成到壽命結束,它會經歷幾個階段:

1、氫燃燒階段:主序星階段,只要是恆星都會經歷的階段

2、氦燃燒階段(紅矮星不會經歷,黃矮星、藍矮星、藍巨星都會經歷)

3、氦-4 → 鈹-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 鎂-24 → 矽–28 → 硫–32 → 氬–36 → 鈣–40 → 鈦–44 → 鉻–48 →鐵–52 → 鎳–56,氦燃燒後的恆星內核核聚變過程

恆星僅僅在內部一小塊地方才能在引力坍縮的作用下致高溫高熱,所以核聚變(所謂恆星燃燒)都在這裡發生,而氫燃燒會變成氦,丟失一部分質量產生能量,而氦也會繼續燃燒,但需要更高的溫度(因此紅矮星內核溫度不夠高就燒不起來了),之後的碳氧等就需要極高的溫度了!

恆星晚期時的內部結構,類似於洋蔥

但到了鐵核階段,即使溫度再高也不會再燃燒產生能量,無法產生輻射壓向外推這些巨大的外殼,所以外殼都會向內坍縮,將會產生超新星爆發(超新星爆發機制很複雜,種類很多,這是最簡單的解釋)。

從上文我們知道參宿四已經燒了1000萬年,現在氦燃燒剛剛開始,還有十幾種元素還沒燒,每個1000萬年,還能看到超新星爆炸?其實並非這樣,越往後,燃燒速度越快!

所以最後的矽燃燒,只要14天就能變成鐵,時間是很快滴,不過現在還處在氦燃燒的初級階段,至少還要100萬年,這參宿四的操作就要讓大家失望了,十輩子都等不到哈!

參宿四爆炸,會影響地球嗎?

銀河系中大約每隔300年左右就會有一次超新星爆發,比如185年、393年、1006年、1054年、1572年和1604年的超新星爆發事件,現在已經通過大口徑望遠鏡發現了擴散的星雲和射電望遠鏡發現的超新星爆發的殘骸中子星!

1054年超新星爆發後的殘骸:蟹狀星雲

地質史上有幾次滅絕被認是超新星爆發所致,儘管超新星距離遙遠,但它爆發時會有超強能量輻射,比如能光速影響周圍的是伽馬射線暴,一般情況下超新星爆發的伽馬射線並不足以影響遙遠的地球,但當恆星自轉軸兩極對著地球時,超新星爆發的伽馬射線會集中在這個方向上釋放,這樣就會產生毀滅性性影響。

所以大家很是擔心參宿四爆發到底會不會影響地球,比較幸運的是參宿四的自轉軸和太陽系方向還相差30度以上,估計參宿四爆發可能會影響某個地外文明,但絕對不會是我們!

只是我們看不到這個美麗的宇宙煙花了,本來還想著在人生中看一次最為燦爛的銀河系級別的事件,看不到也罷,就看看電腦模擬的吧!

看不到超新星爆發,就看看模擬的吧!