參宿四其實已經爆炸了(參宿四可能已經爆炸)
xj
2023-06-06
完全存在樓主所說的可能,因為信息的傳播需要時間。
參宿四距離地球大約640光年,它的信息以光速傳播到地球需要640年。倘若它在2015年爆發,那只有等到2655年,地球上的人才會驚嘆“參宿四爆發了!倒推時間應該爆發于640年前。”
同樣,完全存在參宿四在過去640年間爆發,但是效應還沒有傳到地球的可能性。
[img]危險的參宿四:比太陽大7億倍,隨時可能爆炸?科學家進行預測獵戶座在夜空中非常容易辨別,而且全球各地都能夠看到。為什么在眾多 星座 中它有著很高的辨識度?這是因為 在獵戶座中有許多極其明亮額恒星, 參宿四 便是其中的一顆 。
作為獵戶座中第二亮的恒星,自從它被發現后就一直沒離開過天文學家的視線。然而近幾年這顆恒星的變化卻讓不少天文愛好者們焦躁不已, 危險的參宿四變化越來越不規則,興許隨時都有爆炸的可能 。
這是怎么回事?難道距離我們700光年外的參宿四的爆炸會 波及到地球 ?不過科學家已經給出了一個時間,確切地說是某種預測。
本文接下來會從參宿四這顆天體本身來聊一聊關于它的發現、演化和未來預測。一起來探討一下這個“巨人”是否會給我們帶來嚴重威脅。
說起參宿四之前,得來看看這顆恒星有多大,畢竟我們首先是通過眼睛去觀察事物。先舉個例子,我們所熟知的太陽系,最大個的天體就是太陽了, 它的直徑在1392000公里,大概是地球的333000倍 ,地球和它對比起來就是一個小藍點。
但參宿四呢?同樣也是恒星的它,會比地球大多少呢?在這里我們就不能用地球作對比了,因為這個數字會非常大,所以我們用太陽作為計量單位。 參宿四和太陽對比起來,足足比太陽大7億倍 。
如果我們把它換一種對比方式,參宿四要是在我們太陽系中處于太陽的位置下,那么 它的表面會一直延展至小行星帶之外,整個太陽系都會被吞掉 。聽著是不是特夸張?這也是研究人員為什么一直對它進行檢測的原因之一。
參宿四橙紅色的光芒在獵戶座中非常明顯,用肉眼就能夠發現它的存在。說到 參宿四的顏色 ,這是不少天文學家在發現它之后的首個研究目標,特別是后來更多人發現它的時候。
托勒密將其描述為或多或少的橙黃褐色,后來被其他學者以拉丁語描述為“紅潤”。進入十九世紀后,西方的研究學者又把它描述為橙色到紅色,我國古代的天文學家將其描述為黃色。 為什么這么多科學家對同一天體的顏色描述會出現各種細微的差異 ?
實際上這和參宿四本身的狀態變化有關,在天文學的研究當中,參宿四被劃分在半規則變星里,它是一種中等和晚期光譜類型的 光線變化周期相當大的超巨星 。
這種周期性的變化在20到2000多天的范圍內, 光變曲線的形狀可能會隨著每個周期的不同而出現變化 。最早科學家并沒通過實際觀測發現這種巨星的光變曲線變化,主要是通過天文學中的對流理論來對其進行描述和推測。
上世紀70年代,天文學在成像技術上有了重大進步,散斑干涉儀的出現可以讓科學家們以 高分辨率天文成像的技術 來進行更好的觀察。
不過這種觀測技術只能對光亮明顯的天體才能發揮出良好的效果,也就是說在參宿四的光變曲線中,當它變得非常明亮時,才能夠被科學家仔細的觀察。 這一時期參宿四更多的集中在表面研究和理論推測上 ,具體數據并不清楚。
進入21世紀后,紅外空間干涉儀在紅外波長中測量了恒星的直徑,參宿四邊緣光亮變化的估計值和80年前的估計值完全一致。而2009年的紅外干涉研究表明, 參宿四的紅星發生了 縮減 ,但 整體大小并沒有改變 。
這種縮減變化科學家推測可能是由于恒星擴展大氣中的殼層活動,基于這些相關研究, 參宿四的擴展大氣變化成為了一個重要研究課題 。
為什么這么講?原因在于紅超巨星在組成星系的質量,隨著恒星的形成和毀滅被回收中,是主要的參與者,但不清楚這個質量的損失過程。如果能 解開參宿四的大氣變化產生的事件之謎 ,那么這或許能夠 解釋恒星或者巨星的爆炸、死亡的構成因素 。
這種變化在2019年~2020年又開始出現,參宿四的意外變暗吸引了科學家的注意,來自哈勃望遠鏡的觀察顯示出了這種變化。科學家們推測, 參宿四的這種突然變化可能是大量超熱物質噴射到太空中所導致 。
這些物質經過冷卻后形成了 塵埃云 ,于是阻擋了參宿四表面大約四分之一的光芒。 參宿四的星等從0.5變暗了至少1.5倍 ,這種快速反常的明暗變化讓人們不禁想到超新星。由于參宿四這種超大質量的恒星通常壽命都不長,快速活躍的周期在參宿四850萬年的 歷史 里已經讓它 臨近生命的終點 。
而關于參宿四的噴射物質所導致的光亮變化已經在2021年被科學家證實,恒星噴出氣體冷卻后確實會影響光度變化。 科學家推測如果參宿四若要出現超新星爆炸,可能會在 10萬年后 發生 。
為什么參宿四會出現這種快速的變化呢?
參宿四本身作為一顆超巨星,活動就比一般恒星頻繁。但參宿四上氣體羽流延伸了其恒星半徑的六倍,這表明了參宿四的物質噴射并不是均勻地排出。 羽流的存在方式可以看出 恒星光球層的對稱性 ,很明顯參宿四并不是 。
這種不對稱的氣體外殼在彼此之間相互作用,在后面的變化中還會脫離出參宿四。由于參宿四沒有對應的軌道天體,因此科學家們無法計算其質量,只能 通過恒星演化模型以及當前觀測到的特性來進行估計 。
因此在參宿四的未來演變中,這種氣體外殼的噴射變化具體讓參宿四損失了多少質量也無從得知。所以參宿的演化推測實際上是不明顯的,換句話說 它可能會爆炸成為 超新星 ,也有可能平和地死去成為 黑洞 。
但參宿四這種超大質量的恒星在其核心坍塌時通常會產生超新星爆炸,更大質量的恒星可以足夠快地丟失質量。另外2019年12月對參宿四的觀察更正了2009年觀察中的一些誤解,所以在參宿在未來變化上,不少科學家認為 至少在10萬年內不會發生 。
目前可以確定的是,參宿四是由O型主序星演化而來的紅超巨星,核心的坍塌可能會讓它發生爆炸。如果發生超新星爆炸的話,要么是中子星,要么是黑洞。不過 參宿四沒有足夠大的核心來容納黑洞,所以 更大可能性是一顆中子星 。
那么爆炸會影響至我們嗎?
其實關于這一點從天文學的角度來看,用不著擔心太多。700光年的距離還是足夠遠的,即便爆炸造成的沖擊波和碎片到達太陽系, 太陽的光球層形成形成的氣泡也會保護地球免受恒星爆炸的濺射 。
另外還有一種可能是,我們對參宿四的觀察其實是有時間差的,700光年的距離表明我們的觀察其實是在觀察它過去的變化。也許這顆超巨星在幾百年前就變成了超新星, 時空距離讓我們發現它的變化得等到幾個世紀后了 。
總體而言,參宿四變成超新星的概率非常大。這對于我們普通人來講就是一場宇宙煙火表演,想要看到比較困難。不過這是科學家們研究恒星演化的最佳時機, 參宿四無論如何在未來都會是他們重點觀察的對象 。
任何事物從生命的角度去看,終究有消散的時刻。所以,在它還未發生爆炸之前,你仍可以在地球上從獵戶座上仔細地多看它兩眼。
參宿四:比太陽大7億倍,未來將會爆炸?科學家給出了時間在古代,人類沒有更加精密的儀器設備,只有一雙眼睛, 單單依靠著肉眼對于夜空中繁星的觀測來得出相關的數據。
也正是人類充滿著對于天空的好奇,在古時候的世界各地幾乎都發展出了各自的占星體系 ,盡管內容和方向不盡相同,但都是觀察天象的變化來預示現實生活當中的各種事件。
比如我們現在幾乎人人都會聽到的12 星座 , 這就是在公元前3000年左右的時候,生活在美索不達米亞平原的古老人民根據天上的星星所做出的大概形狀劃分。
我國的占星術開始于商代之前,甚至在早期的甲骨文中就有關于天象的記錄 ,到了春秋戰國,甘、石、巫等人都創建了專屬于自己的星象體系,直到三國時期,才有人將三家的星官融會貫通,總結成了一家,并在后世不斷發展,日漸成熟。
其中,二十八星宿正是源自于我國古代星區劃分,是古人們根據日月以及其他以五行命名的行星運動所排列出的28個星官,在東南西北四方各有7個宿, 而我們今天所講到的參宿四正是參宿的第4顆星。
事實上, 參宿四位于獵戶座,是一顆紅超巨星,又被叫做是獵戶座 α 星 ,但是亮度要比另外的參宿七,也就是同在獵戶座的β星稍微暗了一些。
參宿四在天空中看起來幾乎是除了太陽以外,全天視星亮度排名第9或者是第10的恒星, 也是迄今為止,人類發現得最亮,同時也是最大的恒星之一。
除此之外, 參宿四還是亮度變化幅度最大的恒星,即變星, 視星等是+0.50,卻會在大概0.0到+1.3等亮度間發生變化。
它有多大呢?如果將參宿四放在太陽系的太陽上面,那么它不僅會超過太陽的大小,甚 至還會跨越火星與木星之間的小行星帶,或許還將翻過木星的公轉軌道范圍, 地球都只能在它體內打轉, 參宿四是太陽幾乎7億倍的體積。
也正是因為參宿四的巨大體型,這才使得我們可以在724光年之外的地球上, 能夠僅僅只是用肉眼就足以觀察到這顆坐落在獵戶座的遙遠恒星。
然而作為一顆紅超巨星,參宿四在過去的15年里體積發生了不斷地縮減, 科學家們稱,參宿四甚至直徑減小了15%,雖然每年的縮減的幅度比較慢,但是卻在一年比一年減少得多。
如果換算成太陽系中的行星距離, 則意味著這短短15年間,參宿四減少了太陽中心到金星間的軌道范圍。 雖然這比起參宿四的總體體積而言并不算什么,但在我們看來依舊是非常夸張且巨大的變化。
科學家們表示, 參宿四已經快要來到生命的盡頭,也就是紅超巨星的晚年階段 ,在之后會有什么變化,其實科學家們也并不能為我們得出一個具體而確切的答復。
同時,2011年有科學家表示,參宿四已經年老,內部的燃料已經快要耗盡,當全部焚燒完畢后,就會出現向內坍縮,并且轟然爆炸。
而在遙遠的地球上 ,我們將會看到又一顆閃亮得如同金星一樣的星星,這就是爆炸后的參宿四。 當然,這個現象并不是永久的,這顆忽然出現的“金星”只能存在幾個月的時間, 并且會隨著時間的變化而慢慢變得黯淡,直到最后消失。
事實上,在所有的恒星中,紅超巨星固然是最亮的,但也是壽命非常短的恒星,這是一些質量最大的那部分恒星不斷地燃燒核心的物質, 從較輕的元素,比如氫元素開始,一直重復地進行燃燒。
隨著溫度的升高,恒星內核就如同一個巨大的火爐, 不斷地燃燒核心的物質,將各種元素轉化成為新的元素。而越重的元素所需要燃燒的時間也就越短。
當然,這個“火爐”里的核聚變無法永恒地無限制地燃燒下去, 直到所有的元素最終都變成了鐵元素,而盡管恒星的內核已經全是鐵元素,停止了熱核反應,但外部仍然在不斷燃燒 。
在其中,靠近鐵核的是恒星中最重,同樣也是燃燒速度最快的元素, 恒星最外層的地方也就是最輕,并且燃燒速度最慢的元素。
為了平衡,恒星就會一直向外膨脹,使得體積越來越大,直到成為了紅超巨星, 而當紅超巨星在末期,就會因為缺乏動力和能量,從而鐵核向內坍縮,導致恒星爆炸,成為超新星。
參宿四形成的時間只有1000萬年左右 ,比起太陽45億年的歲數來講,無疑是個“幼兒園小朋友”,但是因為參宿四的質量比太陽大了許多倍,這也導致其內核處的核聚變反應比太陽內部的速度要快上2000倍,所發展的時間也遠遠短于太陽。
也因此,如此年輕的參宿四就已經來到了紅超巨星的晚年,同樣也表示著, 參宿四可能會在未來隨時發生爆炸,成為超新星。
2019年12月,有科學家發表了一篇論文, 表示從10月開始到12月,參宿四居然變暗了一個星等,亮度下降了35%,甚至在12月在天空中從原本的前10下降到了第25名的亮度 ,達到了 歷史 上觀測最低的亮度。
然而到了2020年年初, 參宿四又緩慢地變亮。
盡管參宿四本身就是一個變星,經常發生周期性的亮度變化, 這是因為它巨大的質量和核心外分布松散的物質決定了它的光球層會周期性發生變化,因此參宿四的亮度變化其實很普遍。
但是2019年到2020年之間的變化幅度實在是太大,以至于讓人不得不憂心, 這是否是參宿四的內部發生了什么問題,是不是它要爆炸了?
事實上,科學家們并不認為這是參宿四即將要爆炸的表現, 一般而言,如果是恒星的核心出現了問題,導致亮度發生了巨大變化,那么這個變化的周期將是非常漫長的。
因為核心產生的光子要突破恒星體內的物質來到光球層, 并不像是我們想象當中的那樣直線路徑,而是需要與內部密密麻麻的帶電粒子不斷發生碰撞,并隨機改變前進的方向。
在這個過程中, 這個路徑是無比復雜且漫長的 ,比如在太陽里,一個核心的光子想要來到光球層, 最少也要耗費10萬年左右的歲月,才能成功從內部逃脫。
而參宿四雖然密度沒有太陽那么高,帶電粒子的分布也尤其稀疏,但光子想要出來, 也是需要在參宿四這個巨大“迷宮”里待上幾萬年的時間,才能從參宿四的核心中跑出來。
這足以表明,如果參宿四真的要發生爆炸, 那么從核心當中產生的亮度變化,地球上的我們直到幾萬年以后才會發現它變暗了 ,同時也需要同樣幾萬年以后才能知道參宿四又變亮了,而不是短短幾個月就能被人們所觀測到。
關于參宿四到底是因為什么原因發生的亮度變化,其實并沒有一個較為準確的結論,因為人類 科技 水平有限, 我們并不能前往參宿四的附近進行較近距離的觀測和研究,所以只能根據現有的數據和理論來推測。
美國航天局在長達幾個月時間的觀測后,通過研究和分析發現參宿四的表面有著許多上升流,會從內部向外層流動。 而在這些不斷向上的上升流中,還有著大量的溫度極高的等離子體。
在它們被上升流裹挾著來到參宿四外層時,就會因為溫差而逐漸冷卻,成為參宿四表面的塵埃云。 在這個過程中,塵埃云會隨著不斷增加的等離子體而越來越多, 直到遮擋了參宿四表面的部分光線,這才使得我們發現其亮度下降。
當幾個月后這些物質散開, 失去了遮擋的物體,參宿四的亮度就又恢復了正常。
這就像是太陽表面的日珥 ,這都是被恒星拋射出來的物質遮住了表面的光線 ,地球上的我們也因此發現太陽上出現了神奇的暗淡的條帶狀。
經過科學家們計算,參宿四雖然沒有了氫元素,但還有大量的氦元素,而氦的燃燒甚至可以達到100萬年的時間。 根據研究顯示,參宿四燃燒了1000萬年,但是燃燒氦的時間才過去了10萬年左右,也就是說參宿四還需要90萬年左右的時間來燃燒氦燃料。
氦被燒完還不算完,參宿四還要燃燒剩下的物質,需要大概一千多年的時間,這 也說明,等到90萬年左右參宿四才會發生超新星爆發,甚至到它爆炸的時候,人類是否還存在也說不定。
參宿四的亮度變化最后不過是虛驚一場,而事實上,哪怕參宿四真的發生了爆炸, 其實對于地球上的我們而言也并沒有太大的影響,只相當于是觀看了一場免費的“煙花盛宴”。
參宿四爆發所產生的中微子對于人類并沒有危害,實際上這種物質可以穿透一切物質,而后續的高能輻射射線等也會不會來到地球, 因此我們不需要擔心。
參宿四,未來最有可能親眼見證的超新星爆發!科學家:或已爆炸…參宿四(Betelgeuse),為 參宿 第四星,又稱 獵戶座 α 星(α Orionis),是一顆處于獵戶座的 紅超巨星 (獵戶座一等星)。它是空中除太陽外第十二亮的 恒星 。在冬季夜空中,它與 大犬座 的 天狼星 、 小犬座 的 南河三 組成 冬季大三角 。雖然它是獵戶座的 α 星,但實際在絕大多數時候獵戶座 β 星( 參宿七 )比它還要亮。它在中國古代天文中屬于西方白虎七宿的參宿(西宮白虎七宿:奎、婁、胃、昴、畢、觜、參)。
比太陽大7億倍的一顆紅超巨星,如果把它放在太陽系,那么它將會把木星以內的所有行星包裹在內!
眾所周知,恒星的壽命與自身體積大小相關,像我們的太陽,屬于一顆黃矮星,目前正值壯年,還有將近50億年的壽命,但像參宿四這樣的大家伙,壽命只能達到幾十萬到數百萬年,當達到壽命極限的時候,將會以超新星爆發的形式結束自己的一生,在幾秒鐘內釋放出太陽百億年適當的能量總和!
那么到底還有多久才能爆發呢?科學家們給出兩種可能,或許還有幾十萬年,或許現在已經爆發,但參宿四離我們大約530光年,需要一定的時間才能到達地球,目前人們更傾向于前者,但不管怎樣,在離我們地球這么遠的距離,爆發產生的伽馬射線暴對地球產生的威脅可以說是微乎其微,所以我們大可放心期待將來的某一天觀賞超新星爆發的光芒!
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