比太阳大7亿倍:危险的参宿四,随时可能爆炸?

冬夜最惊艳的星座是猎户和它附近的天狼星,但从去年2019年底以来,猎户座中最耀眼的参宿四就开始了它的表演,亮度急剧变暗,一时间网上就充斥着参宿四即将超新星爆炸的说法,而在2020年时参宿四亮度急剧增加,似乎爆炸随时可能发生!

但从2020年初恢复亮度到现在,似乎参宿四又开始稳定发光,但它仍然发出和其他恒星不一样的诡异红光,它到底会不会爆炸,万一超新星爆发对地球有何影响?

红圈处就是参宿四

我们先给出答案,有科学家认为它还处在氦燃烧早期,暂时不会爆炸,这又是啥意思?

参宿四,距离地球最近的潜在超新星

参宿四很大,到底有多大呢?一句话可以形容,假如将它放在太阳系中间的话,它的半径可以到达木星轨道附近,它的体积是太阳的7亿倍。而且它是第二颗被确定角直径的恒星(第一颗当然是太阳了),1920年天文学家测量出了它的角直径。

不过参宿四的距离和实际大小误差很大,比如角直径在0.043~0.056角秒之间,质量在太阳的14~20倍左右,距离则从180~1300光年不等,所以一直以来参宿四真正的大小和距离都很少有准确数字出现,不过现代天文学基本可以确定,它比太阳大,而且大很多很多。

天文学家认为,参宿四的年龄只有1000万年左右,越大质量的恒星演化越快,它已经进入演化的末期,红巨星阶段,赫歇尔在1836年就发现了参宿四的光度变化,周期变化不确定,忽亮忽暗,最亮时可达0.2等,最暗时只有1.2等!

参宿四光变

参宿四这种亮度变化属于半规则变星,这是中期和晚期的红巨星或者超巨星不稳定燃烧的发光特征,根据恒星演化模型,这个阶段中的某个时候就是超新星爆发的阶段!

2019~2020光变化曲线

因此2019~2020年参宿西的至暗时刻,很多媒体都猜测参宿四马上就要超新星爆炸了,人类将目睹这一千古奇观,因为参宿四距离地球不是特别远,所以我们能看得非常清楚!

什么是氦燃烧阶段,距离超新星爆发还有多久?

澳大利亚国立大学(ANU)的梅里迪斯·乔伊斯(Meridith Joyce)博士领导一个团队对参宿四诡异的光变进行了研究,认为参宿四尽管最近出现了亮度急剧变化,但仍然可能还处在红巨星中的氦燃烧早期阶段,距离超新星爆发还早!

什么是氦燃烧?

一颗恒星从开始形成到寿命结束,它会经历几个阶段:

1、氢燃烧阶段:主序星阶段,只要是恒星都会经历的阶段

2、氦燃烧阶段(红矮星不会经历,黄矮星、蓝矮星、蓝巨星都会经历)

3、氦-4 → 铍-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56,氦燃烧后的恒星内核核聚变过程

恒星仅仅在内部一小块地方才能在引力坍缩的作用下致高温高热,所以核聚变(所谓恒星燃烧)都在这里发生,而氢燃烧会变成氦,丢失一部分质量产生能量,而氦也会继续燃烧,但需要更高的温度(因此红矮星内核温度不够高就烧不起来了),之后的碳氧等就需要极高的温度了!

恒星晚期时的内部结构,类似于洋葱

但到了铁核阶段,即使温度再高也不会再燃烧产生能量,无法产生辐射压向外推这些巨大的外壳,所以外壳都会向内坍缩,将会产生超新星爆发(超新星爆发机制很复杂,种类很多,这是最简单的解释)。

从上文我们知道参宿四已经烧了1000万年,现在氦燃烧刚刚开始,还有十几种元素还没烧,每个1000万年,还能看到超新星爆炸?其实并非这样,越往后,燃烧速度越快!

所以最后的硅燃烧,只要14天就能变成铁,时间是很快滴,不过现在还处在氦燃烧的初级阶段,至少还要100万年,这参宿四的操作就要让大家失望了,十辈子都等不到哈!

参宿四爆炸,会影响地球吗?

银河系中大约每隔300年左右就会有一次超新星爆发,比如185年、393年、1006年、1054年、1572年和1604年的超新星爆发事件,现在已经通过大口径望远镜发现了扩散的星云和射电望远镜发现的超新星爆发的残骸中子星!

1054年超新星爆发后的残骸:蟹状星云

地质史上有几次灭绝被认是超新星爆发所致,尽管超新星距离遥远,但它爆发时会有超强能量辐射,比如能光速影响周围的是伽马射线暴,一般情况下超新星爆发的伽马射线并不足以影响遥远的地球,但当恒星自转轴两极对着地球时,超新星爆发的伽马射线会集中在这个方向上释放,这样就会产生毁灭性性影响。

所以大家很是担心参宿四爆发到底会不会影响地球,比较幸运的是参宿四的自转轴和太阳系方向还相差30度以上,估计参宿四爆发可能会影响某个地外文明,但绝对不会是我们!

只是我们看不到这个美丽的宇宙烟花了,本来还想着在人生中看一次最为灿烂的银河系级别的事件,看不到也罢,就看看电脑模拟的吧!

看不到超新星爆发,就看看模拟的吧!