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参宿四开始变暗可能即将爆炸,参宿四爆炸会影响地球吗?

恒星不是永恒的,每一颗恒星都有“寿终正寝”的那一天,质量越大的恒星,其寿命就越短。对于那些大质量的恒星而言,在它们走向终结的时候,往往会发生威力无以伦比的超新星爆发,在那一刻,它会拼尽全力向宇宙中发出最后的呐喊,其释放出的能量甚至可以与整个星系媲美,因此超新星爆发也被称为宇宙最壮丽的事件。

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太阳系的附近,就有一颗可能会发生超新星爆发的恒星——参宿四(Betelgeuse),这颗恒星位于猎户座,距离太阳只有大约725光年,算得上是太阳的“邻居”了。参宿四的直径是太阳的700倍以上,但质量却仅为太阳的14至20倍,其演化进程正处于“红超巨星”阶段,这也是大质量恒星的“生命末期”。

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多年以前,天文学家就估计参宿四会在未来的数百万年内发生超新星爆发,而近段时间的观测数据则暗示了参宿四的爆发可能会在更短的时间内发生。

从2019年10月开始,天文学家就注意到参宿四一直在变暗,随着这个过程的持续,在2020年2月的时候,参宿四的光度已降至历年观测数据的最低水平(如下图所示),以至于当时有不少人都认为,参宿四可能即将爆发。

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然而想象中的超新星爆发没有发生,后续的观测数据表明,在降至“谷底”之后,参宿四的光度又出现了稳定的回升,随后又逐渐回到了正常范围内,本文由奇趣网(www.m414.com)搜集整理。

看上去这似乎是虚惊一场,但此事并没有就此结束,因为在接下来的时间里,天文学家发现参宿四这个太阳的“邻居”开始异乎寻常地变暗,疑似即将爆发,这就意味着,有可能参宿四这次来真的了,宇宙最壮丽的事件,或许即将在725光年外上演。

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上图显示了各大天文台对参宿四光度的观测数据,时间为从2018年底一直到现在,其中绿色和蓝色的点代表来自地面的观测数据,红色的星星图样则代表来自“STEREO”(日地关系天文台)的观测数据。(注:“STEREO”是NASA和约翰.霍普金斯大学联合研发的两个太阳探测器,于2006年发射升空,它可以从太空中的有利位置观测参宿四。)

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(图为“STEREO”的日球成像仪拍摄到的参宿四)

“STEREO”的观测数据显示,从2020年6月下旬开始一直到现在,参宿四又一次变暗,需要注意的是,与以前相比,这次参宿四的变暗是异乎寻常的,为什么这么说呢?这是因为参宿四是一颗变星,它的光度会周期性地发生改变,从以往的观测数据来看,参宿四通常会经历持续420天左右的光度循环,而这一次的变暗却整整提前了差不多1年的时间。

看到这里,可能有人会问了,为什么参宿四的变暗会与“疑似即将爆发”有关呢?要回答这个问题,我们需要简单了解一下恒星的内部机制。

在恒星的内部一直存在着两种力量的较量,其中的一方是恒星的重力,它的方向是向内的,另一方则是恒星内部的核聚变反应提供的辐射压力,它的方向是向外的。通常情况下,这两种力量都是处于一个动态的平衡,大概如下图所示。

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当恒星内部的核聚变反应较弱时,其光度也相应地降低,这时重力就会占到上风,星体就会在重力的作用下收缩,但这又会导致恒星内部的温度和压强升高,从而使恒星内部的核聚变反应大幅增强,其光度也相应地增加,在这种情况下,向外的辐射压又会占据上风,于是星体开始膨胀,在膨胀以后,恒星内部的温度和压强又会降低,核聚变反应也随之减弱……如此反复。

由此可见,参宿四的光度开始异乎寻常地变暗,就可能暗示了其内部的“燃料”已经快要“见底”了,如果真是这样的话,它的重力就即将完全占据上风,在接下来的时间里,强大的重力就会将其核心无限地压缩,直到发生宇宙最壮丽的事件——超新星爆发。

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需要指出的是,虽然从宇宙的尺度上来讲,参宿四算得上是太阳的“邻居”,但是725光年的距离其实还是很远的,即使是参宿四这次来真的了,它爆发时产生的物质激波也不会对我们产生丝毫影响,我们唯一需要注意的就是超新星爆发产生的伽马射线暴。

好消息是,参宿四的自转轴与地球有一个20度的夹角,而伽马射线暴是沿着恒星的自转轴方向发射的,也就是说,地球并没有被参宿四“瞄准”,因此我们完全不必为此担心。

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