摘要:参宿四是夜空中前十亮的恒星,它位于猎户座,距离地球约640光年,质量是太阳的8-20倍,直径是太阳的700-1000倍,如果放在太阳系中,甚至能覆盖到木星的轨道。体积更是相当于7亿个太阳以上。
参宿四是夜空中前十亮的恒星,它位于猎户座,距离地球约640光年,质量是太阳的8-20倍,直径是太阳的700-1000倍,如果放在太阳系中,甚至能覆盖到木星的轨道。体积更是相当于7亿个太阳以上。
我们知道,恒星都有一定寿命的,比如我们的太阳就拥有 100亿年的寿命,并且质量越大的恒星寿命越短,因为其内部核反应的速率会更快。所以参宿四的寿命只有800-1000万年,科学家推测它现在进入了演化末期,已经膨胀成一颗红超巨星。
红超巨星是恒星演化晚期的一种形态,特点是体积大、但密度小,而且其表面温度较低,通常只有3000多度,比太阳的5,500K低得多,这正是它呈现红色的原因。红超巨星的下一步,就是发生超新星爆发。而整个银河系内,平均每100年也才会发生一次超新星爆发,再加上离地球这么近,因此科学家对参宿四格外关注。
人类最早记录的超新星爆发事件,可以追溯到 1054 年的宋代,根据记载:当时天上突然出现一颗异常明亮的星星,白天都清晰可见,一直持续了 23 天,之后逐渐变暗,直到 1056 年才完全消失。科学现在也证实了这件事,它爆炸后的遗迹也就是现在的蟹状星云。此外,1572年的第谷超新星和1604年的开普勒超新星也是都被记录了下来。
一般来说,超新星爆发前会有一些前兆,比如亮度发生明显改变。1836年,英国天文学家约翰·赫歇尔在观测时发现,参宿四的亮度呈现周期性变化。直到2019年,参宿四的亮度开始显著下降,2020年2月到达了最低点,亮度减少到原来的 36%,当时人们甚至肉眼都可以察觉,但在2020年3月以后,又开始逐渐恢复了正常亮度。
关于参宿四的极端光变事件,天文学家们也有很多看法,有人认为是因为尘埃云遮挡所致,也有人认为是由于参宿四表面的巨型黑子引起的,但这件事也让天文学家们认为,参宿四可能即将要爆炸了,而且其内部的氢元素已经消耗完了。
根据数学建模显示,参宿四的爆炸过程将遵循”核心坍塌“这一类型。简单来说,恒星核心进行的核聚变过程,通常会先将氢转变为氦,然后氦再进行聚变成为更重的元素,如碳、氧、硅等,在这些阶段中,通过聚变释放的能量足以抗衡引力,从而支撑恒星的结构。
但当硅变成铁以后,铁的核聚变不能再释放能量,反而会吸收能量,这就导致恒星的核心无法再产生能量来对抗引力,所以这时恒星的核心就会开始收缩。核心收缩的过程中,恒星内部的温度和密度也会急剧升高,电子被压入原子核,从而与质子结合形成中子,并释放出大量的中微子,这个过程中,恒星核心坍塌的速度特别快,在短短的一秒就能坍塌数万千米。
当坍塌到一定程度时,恒星就会变为中子星,中子星直径通常只有几十公里,但质量可达太阳的好几倍,密度仅次于黑洞,对质量过大的恒星来说,则会进一步变成黑洞。所以从参宿四的质量来看,(15-20倍太阳),更有可能形成中子星。当核心坍塌停止后,其内部的巨大能量就会发生超新星爆发,导致伽马射线和冲击波向外传播,同时将大量物质加热并抛射出去,形成美丽的星云。
目前,多数科学家认为,参宿四正处在氦燃烧阶段,此前氢已经燃烧了大约800多万年,氦的燃烧速度大约是氢的10倍,也就是说,氦至少还可以燃烧将近100万年的时间,看到这里,大家都可以洗洗睡了,因为从概率上来说,本世纪看到参宿四爆炸的几率只有百万分之一。
假如参宿四真的爆炸了会发生什么?在那一瞬间,其亮度会暴涨百万倍,亮度仅次于满月,甚至白天也清晰可见,随后的几个月再开始慢慢变暗,但是亮度依然在金星之上。得益于 640 光年的距离,超新星爆发并不会对地球造成实质性的影响。其次,参宿四的自转轴,也没有直接指向地球,而是差了一个30°的角度,所以也不用担心伽玛射线直接扫向地球。
来源:星球上的科学