|
夜空中璀璨的恒星都有消亡的一天，但它們并不是默默的熄滅。  比如太陽在50億年后就會膨脹為一顆紅巨星，龐大的體積會把地球都吞噬在內(nèi)，而那些質(zhì)量更大的恒星會以一種更加壯麗的方式來宣告死亡，產(chǎn)生宇宙中最強的能量釋放，科學(xué)家把它們稱為超新星爆發(fā)。  超新星爆發(fā)時釋放的能量，能夠達到太陽一生釋放能量的數(shù)百倍甚至更多，其產(chǎn)生的電磁輻射能夠照亮所在的整個星系，由此可見，超新星爆發(fā)時會威脅周圍數(shù)百光年的區(qū)域，因此科學(xué)家一直密切關(guān)注著太陽系附近的大質(zhì)量恒星。  其中參宿四就是一個重點關(guān)注對象，它位于距離地球640光年外的獵戶座，質(zhì)量大約為太陽的18-19倍，冬季時的亮度甚至超過了北斗七星，更重要的是參宿四的體積已經(jīng)相當(dāng)于七億個太陽，是一顆危險的晚期紅超巨星。  如果把參宿四放到太陽的位置，它的邊緣會抵達小行星帶，而金星、水星、地球、火星都會被吞沒。 科學(xué)家曾多次觀察到它的亮度變化，這表示參宿四已經(jīng)非常不穩(wěn)定，隨時都有可能爆發(fā)。  自1920年第一次發(fā)現(xiàn)參宿四之后，科學(xué)家就一直研究這顆龐然大物。他們確定了參宿四的紅超巨星身份，同時也確定了參宿四爆發(fā)后，會坍塌成一顆中子星繼續(xù)存在，從1996開始，科學(xué)家就對參宿四的亮度變化做了記錄。在過去的很長一段時間里，參宿四都在正常的范圍內(nèi)波動。  恒星的亮度本身就會隨時間變化，來自恒星內(nèi)核的核聚變加熱了整顆恒星，使恒星受熱膨脹。此時恒星的表面積增加，亮度也會上升，膨脹時會吸收大量熱量，內(nèi)部的熱壓力減少后，引力又把恒星的體積壓縮下來，表面積減小，亮度也隨之下降低。  從地球上看，參宿四的星等一般在0.0-1.6之間，平均星等大約在0.5左右，直到2019年10月，參宿四開始異常變暗，至2020年初時，它的亮度曾一度跌到1.8等左右，已經(jīng)超出了有史以來的記錄，這是紅超巨星發(fā)生重力崩潰的典型前兆。 考慮到參宿四距離地球有六百多光年，我們此時看到的其實是六百多年前的景象。當(dāng)時不少人猜測，參宿四很可能已經(jīng)爆炸了，只是它的光還在到達地球的路上。  超新星爆發(fā)不是什么常見的天象，目前科學(xué)家已知的超新星，有相當(dāng)一部分是從古人的記載中確定爆發(fā)時間的。古時可沒有現(xiàn)在的望遠鏡，這說明超新星爆發(fā)時用肉眼就足以很明顯的觀測到。古籍《宋會要》中曾記載了一顆名為天關(guān)客星的超新星，文獻中稱“晝?nèi)缣祝⒔撬某觯喟住薄?/span>  這一奇觀整整持續(xù)了23天，科學(xué)家根據(jù)文獻推測，天關(guān)客星爆發(fā)時的亮度大約在-6等左右，是除了天空中除了日月最亮的天體，而天關(guān)客星和地球的距離大約在6300光年左右，而參宿四和地球只有六百多光年，一篇發(fā)表在《科學(xué)雜志》上的論文曾指出，如果參宿四爆炸，它的星等將達到-12等，和滿月的亮度相當(dāng)。 雖然參宿四和地球還是有點距離，它的爆發(fā)不會威脅人類生存，但天空中出現(xiàn)了一個和月亮亮度相當(dāng)?shù)男切菚r，足以引起部分民眾的恐慌和陰謀論者的大肆宣揚。  不過在2020年初參宿四的星等跌破紀(jì)錄后，它又開始了大幅上升，隨后再次下降，直至回到了正常的波動范圍里，此次的極限波動吸引了全世界天文學(xué)家的目光，在經(jīng)過一系列觀測后，天文學(xué)家認為這次變暗并不是超新星爆發(fā)的前兆。  一個國際天文學(xué)研究團隊利用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡拍攝了參宿四變暗的圖像，圖像中顯示一團物質(zhì)從參宿四噴射了出來，研究人員解釋，這是一個以每秒32萬千米倍噴射出來的氣泡，隨著氣泡遠離恒星溫度下降，其中的重元素凝結(jié)成了固體塵埃，噴射的方向恰好對著地球，擋住了參宿四的星光，所以參宿四在我們看來亮度變暗了。 那么參宿四到底什么時候會爆炸呢？ 我們有生之年能夠看到這一壯觀的景象嗎？ 參宿四的爆發(fā)屬于核心坍縮，即內(nèi)部的核燃料耗盡后無法抵抗自身的引力，迅速坍縮后引發(fā)超新星爆發(fā)。對于參宿四這類大質(zhì)量恒星，它們的核燃料能夠多次利用。比如氫會聚變出氦，當(dāng)恒星的氫耗盡后，就會點燃氦的巨變。 氦又會聚變出碳，隨后是碳的核聚變。依此類推直至鐵的出現(xiàn)，鐵原子核即使聚變后也不會釋放出能量，所以當(dāng)恒星聚變出鐵時，幾乎馬上就會壽終正寢。 一般來說，參宿四這類恒星的氫燃料能夠燃燒1000萬年，氦燃料可以燃燒100萬年，碳大約為1千年，此后的核燃料聚變時間都會越來越短，以至于從硅到鐵的聚變過程只能維持14天。 科學(xué)家收集了參宿四的大量數(shù)據(jù)，并使用了多種模型對參宿四進行了深入的分析，最后確定參宿四目前燃燒的是氦燃料，并且大約只燃燒了10萬年左右，在簡單的計算后，就能得參宿四的爆發(fā)時間大約是150萬年之后。 所以在我們這一輩的有生之年，不出意外的話是見不到參宿四的爆發(fā)了。 |
|
|
