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猎户座参宿四太过庞大,随时会爆发一场绚丽的宇宙烟火!

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参宿四为参宿第四星,西名Betelgeuse,又名猎户座α星(α Orionis),是一颗处于猎户座的红超巨星(猎户座一等星)。它是夜空中除太阳外第十亮的恒星。在冬季夜空中,它与大犬座的天狼星、小犬座的南河三组成冬季大三角。虽然它是猎户座的α星,但实际猎户座β星(参宿七)比它还要亮。

太阳已经存在了46亿年,目前还只是中年;而且还能继续燃烧50亿年。而参宿四,最快在未来几千年内,就会爆发成一颗超新星,经历短暂的辉煌之后死去,当参宿四爆发成超新星时,地球上即使是白天也能观测到这场剧烈的爆炸。

参宿四是离地球最近的超级红巨星,半径约为太阳的900倍,质量约为太阳的12倍。由于参宿四的体积太过巨大,它正发出耀眼的光芒,很快将耗尽它的燃料,但寿命已所剩无几。它虽然只活了800万年,但已经处在向超新星转变的边缘。天文学家用多种波长对这颗恒星进行了观测,包括可见光、红外光和紫外光等。

上图乍看起来可能像一个随机的橙色斑点,但实际上这是一张历史性的图像,首次清晰地揭示了最大的恒星之一:参宿四。欧洲南方天文台(ESO)利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波天线阵(ALMA)首次观测到了恒星的表面。

参宿四的爆发可能是明天,也可能是几千年后。也许它爆发产生的强光已经在路上,毕竟它需要飞行650年才能到达地球。银河系中最近一次肉眼可见的超新星爆发发生于1604年,而那时,人类还没有望远镜(1610年加利略发明望远镜)。参宿四这颗未来的超新星完全值得我们期待。

假如参宿四现在立刻化为超新星,又如果你能突破物理定律立刻现身参宿四附近实地观测超新星爆炸——你一定会觉得人类要想目睹这场爆炸还需要等待一段时间。那到时候参宿四究竟会有多亮?我们可以假设参宿四会爆发成一颗II型超新星,并通过计算来得出结论。这颗超新星的确切类型还存在争议,因为它取决于恒星的确切转速,以及在之后数十万年中它丢失的质量。但无论它爆发的确切方式是什么,在这颗恒星的所有超新星选项中,其亮度峰值都是近似相同的,因此对于速算来说,这已经足以让我们估计通过肉眼会看到什么样的景象了。

超新星则是一种亮度让人难以致信的天象。在爆发的峰值期,它会比所在的整个星系还亮。单一恒星的亮度在短时间内会超过其所在星系其余数十亿恒星亮度的总和。这是一种可怕的亮度。超新爆发时有一个亮度的“升高期”,大约是一周时间,此时恒星会逐渐变亮——峰值会保持几天,随后逐渐下降,直至数周后变暗消失。

目前人类从未停止对这颗恒星的观测,600光年的距离从宏观尺度看来是非常接近的,所以咱们还是得提防银河系里的这位邻居。虽然这颗红巨星的质量仅为太阳的15至25倍,但由于即将发生超新星爆炸,它的体积大大膨胀。如今,它的直径已经超过了8.6亿英里(约合13.8亿公里),约为太阳的1000倍。

在天文学上,有两种测量亮度的方式;第一种是绝对星等,也就是在一个固定的距离上,所测得的恒星亮度。(这个距离可以是任意值,但是通常被指定为10个秒差,大约33光年。)这种方式想要获得的是恒星的固有亮度——虽然我们就可以把一切按照与我们相同的距离排列在天空中来进行比较,但是我们没有办法通过这种方式来测量恒星的亮度。因此我们可以基于恒星的距离来进行修正。II型超新星的绝对星等大约是-17。因为天文学家在全球范围内的约定比较糟糕(大部分是“历史问题”),负数表示天体的亮度更高。太阳的绝对星等是4.83,因此,如果我们作个“翻译”,那么就意味着在同等距离上,太阳要比超新星暗5亿倍。这种相对亮度的巨大差异就是超新星比整个星系还亮的原因。

另一种亮度测量方式则有一点直接。它测量的是视亮度——也就是对于地球上的我们来说,它看上去有多亮。在这个参考系中,遥远的天体通常就显得更为昏暗,而不管它本身有多亮。因为参宿四离我们还是有一点距离,因此它的视亮度会比它的绝对星等要低很多。基于参宿四和我们的距离,我们可以算出当它爆发为超新星时,峰值视星等大约是-10。而太阳作为我们天空中最明亮的天体,视星等是-26.74。再作一次翻译,这就意味着从地球上看,太阳要比参宿四爆发时亮大约500万倍,因此在白天,这颗超新星的亮度绝不会超过太阳。但并不是说你看不到它了——它确实足够亮,因此在白天也能够看到,只要你找到它所在的方向。(假如你知道方向,在白天也能看到金星。)

到了夜晚,一切就都不同了。参宿四超新星的亮度大概和半个月亮相等。它会比有史以来人类从地球上看到的最明亮超新星还要亮16倍。那次超新星爆发于1006年,曾被许多人类早期文明记录下来。(下面图中呈现的就是那颗超新星的遗迹。)

根据记录,1006年的那次超新星爆发亮到能够在夜晚照出影子。而参宿四要亮得多,因此它将同样能够照出影子——如果你想像一下半个月亮有多亮,就会明白了!

我们不知道参宿四会不会在接下来的几十万年中爆发。银河系中每数百年爆发的超新星数量很少,但是已经有大量的恒星接近了它们的生命晚期。我们无从知晓一颗恒星的存在状态何时会从“接近生命终点”转变为“下周就要爆发”,同时我们也很难预料它们中哪颗会先走一步。所以如果有闲功夫,还是多拍拍那些邻近的恒星,来观赏它们是如何以惊人的速度将其外层物质抛入宇宙空间的。比如下面这张由哈勃空间望远镜拍摄的精彩照片。

科学家的计算机模型表明,参宿四在约100000年前吞并了一个和质量太阳质量差不多的伴星。这可以解释参宿四的这个现象。(伴星的轨道角动量被转移给参宿四,使它加速有现在的旋转速率。)Wheeler说:“这种吞食,致使参宿四爆炸以22400mph(36000km/h)的速度向外喷射物质云。”实际上,在理论预测的距离上,天文学家们已经发现了参宿四喷射物质的遗迹。

银河系中每数百年爆发的超新星数量不多,但是已经有大量的恒星接近了它们的生命晚期。我们无从知晓一颗恒星的存在状态何时会从“接近生命终点”转变为“下周就要爆发”,同时我们也很难预料它们中哪颗会先走一步。天文学家估计,超新星的杀伤区在100光年之内。而参宿四距离我们有640光年之遥,所以,如果它爆发成超新星,对地球生命的影响不大,人类有望在未来看到这场绚丽的宇宙烟火。


IP属地:江苏1楼2017-08-13 21:02回复
    可怜的娃


    IP属地:江苏来自Android客户端2楼2017-12-12 21:25
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      吧主加油


      来自Android客户端3楼2018-01-15 01:12
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