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隨時超新星爆發?參宿四詭異光變,科學家認為是恆星打噴嚏所致!

2022-06-13由 和光萬物 發表于 畜牧業

724是什麼星座

每個季節在夜空中都有其獨特的星座,冬季最有代表性的星座就是

獵戶座

。在北半球清新、晴朗的冬夜,抬頭就能輕易將其辨認出來。而構成獵戶座右肩位置的

參宿四

是一顆膨脹的紅色超巨星,距離地球約724光年,也是我們星球上全天可見的第10顆最亮的恆星。

隨時超新星爆發?參宿四詭異光變,科學家認為是恆星打噴嚏所致!

然而在2019年秋天,參宿四開始明顯變暗,到2020年2月時失去了大約三分之二的亮度。因此一些天文學家推測,

參宿四可能即將爆炸變成超新星

。但奇怪的是,參宿四在2020年4月恢復了正常亮度,原因不明。不過日前發表在《自然》上的研究論文解開了參宿四亮度詭異變化的謎團。

參宿四是一顆怎樣的恆星?

參宿四(英文名為Betelgeuse)是一顆非常大而明亮的紅超巨星(red supergiant),天文編號為獵戶座Alpha星,質量約為太陽質量的

17倍

,距離地球約724光年。其中參宿四當前的半徑是太陽半徑的

1180倍

,體積約為太陽的15億倍。也就是說,如果將參宿四放在太陽的位置,則它的表面邊緣大約是在木星軌道附近。

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自人類發現參宿四以來,科學家就對參宿四做了很多研究。它是人類發現的除太陽外第一顆擁有太陽黑子的恆星,也是除我們之外唯一一顆我們可以直接詳細描繪其表面的恆星。

因為即使在正常情況下,參宿四的亮度也會有所不同。它的外層是一個由密集熱氣體和等離子體組成的冒泡熱湯。隨著熱物質上升到表面,恆星變亮;當物質落向核心時,恆星會變暗。這種對流迴圈使參宿四有一個不規則調光開關,大約每400天左右波動一次。而它的亮度也大約每六年變化一次,儘管天文學家不知道為什麼。

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若按目前恆星演化理論來看,參宿四已經來到恆星演化晚期,科學家預測參宿四將在未來10萬年爆炸成 II 型超新星,之後變成一顆中子星。值得一提是,超新星爆發是有條件的,只有

8-10倍以上質量的恆星才會發生超新星爆發

。如果質量和太陽相仿,那麼結果只會形成白矮星,而我們的太陽距離變成白矮星還有50億年左右。

參宿四詭異大變暗!

紅超巨星亮度的大幅度變暗並不一定是它即將死亡的跡象,因為現階段,科學家對恆星的亮度在此類事件發生之前是如何發展的瞭解還不夠。不過參宿四的詭異變光,還是將天文學家嚇一大跳。

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2019年10月開始,參宿四的亮度急劇下降。到了12月7日,其亮度更是創下了歷史新低。之後參宿四的亮度出現不規則變化,一下子變亮,一下子變暗,持續整整一個月時間。到了2020年1月,參宿四的亮度又開始降低,並在4月份恢復到預期的亮度水平。就目前來看,參宿四的情況已穩定下來了,儘管可見波長仍再繼續變暗。

一般來說,光度的異常變化發生在隨時會轉變成超新星的恆星上。這也是為什麼參宿四的詭異變光,牽動了眾多科學家的心的原因。

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那究竟是什麼原因導致參宿四出現如此現象呢?可能是恆星在“打噴嚏”。

一些科學家將此現象歸因於阻擋光的塵埃雲,而另一些科學家則認為參宿四表面的大星斑可能是罪魁禍首。一項新的研究支援了前者的假設,法國巴黎天文臺和比利時魯汶大學的 Miguel Montargès 的團隊使用了歐洲南方天文臺超大望遠鏡上的多種儀器研究參宿四的亮度變化。

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他們得出一個結論:

參宿四變暗,是因為恆星拋射的大量物質在太空中冷卻、凝結成固體塵埃,形成了一大片不透明的塵埃雲。從地球上看,這些塵埃遮住了參宿四的大部分光線

。另外太空望遠鏡從2019年9月至2019年11月的觀察顯示,大量物質以32萬km/h的速度從參宿四的表面移至其外部大氣,流失的物質是正常情況下的兩倍,對結論加以佐證。

參宿四爆發會對地球造成破壞嗎?

雖然參宿四目前的質量損失行為似乎並不預示著它的滅亡,但它仍有可能在沒有警告的情況下爆炸。對於參宿四何時爆發?科學家做了一些預測。

那參宿四是什麼時候變成紅巨星的呢?根據《史記·天官書》記載,司馬遷將參宿四描繪為一顆黃色的天體,而西方天文學家托勒密記載參宿四的顏色偏紅。也就是說,參宿四是在2000年前變成了紅巨星。如果文獻沒有記載錯誤,離參宿四爆發超新星還有很長時間。

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不過古代天文學知識的有限,很多科學家懷疑參宿四變成紅巨星的時間沒有這麼短。經過多方研究及模型估算,參宿四可能在大約14萬-2萬年前變成了超巨星。至於參宿四還能維持當前狀態多久,從觀察資料來看,

參宿四核心仍在燃燒氦,意味著它離爆炸還很遠,至少還有10萬年才會爆炸成超新星(不太可能在我們有生之年發生)

。不過這裡涉及了很多因素,因此參宿四有可能會在明天爆發,也有可能在明年爆發……

不過

參宿四就算爆炸,也不會對地球產生多大影響

。超新星爆炸會釋放出大量的伽馬射線,會令爆發恆星半徑5光年以內的生命體全部滅絕,甚至25-50光年內的行星都會遭到射線的橫掃。但地球距離參宿四約700多光年,遠在危險區域之外。如果參宿四真的爆發了,它將成為有史以來觀察到的最亮的超新星。幾天之內,它會變得像滿月一樣明亮,甚至白天可見。當然,當我們看到時,它早已在幾百年前爆了。

(關注我,豐富自己的天文知識庫)