早在古代人類沒有現代科技的時候,就開始觀察恒星的存在。在古埃及,觀測天狼星是為了預測河流的洪水,在中國,從商朝開始,國家就專門派人觀測星系。隨著古代天文學家的研究,他們認為恒星的位置是固定的,所以在很長的時間裏,他們將顯而易見的恒星組合成星座或星系,應用於各個領域,如創建歷法、判斷方向、算命等。
隨著科技的發展,人類對天空中星星的認識不斷加深,認識到這些是很久以前遙遠的星星發出的光,甚至打破了太陽是世界上最亮的東西的觀點。
事實上,宇宙中有很多恒星的亮度高於太陽,比如恒星R136c,其亮度甚至是太陽的562萬倍。但由於它離地球太遠,有16萬多光年,人類的眼睛根本發現不了它的存在,只能通過望遠鏡,我們必須足夠幸運才能在南半球看到這顆神奇的恒星。
恒星NGC2363-V1比R136c更亮,亮度是太陽的630萬倍,但它也更遠,大約106萬光年,恒星WR-25的亮度幾乎是太陽的630萬倍,但它位於銀河系中,是目前銀河系中發現的最亮的恒星。
同時還有恒星MK34和R136a1,距離太陽系約16萬光年。前者比太陽亮708萬倍,後者更厲害。它是迄今為止天文學家發現的宇宙中最亮的恒星。它位於大麥哲倫星系,質量也很大,暫時居宇宙首位,亮度更高。
除了亮度過於誇張的恒星,我們的天空中還有壹顆恒星,參宿四,在全天中除了太陽之外,排名第十甚至偶爾第九。它是參宿四的第四顆星,也被稱為獵戶座的阿爾法星,但它是獵戶座第二亮的星。在寒冷的冬天仰望,夜晚的獵戶座阿爾法星通常與天狼星和南河三形成壹個三角形——被稱為冬季三角。它非常容易被人的眼睛看到,所以在中國古代,人們把它歸類為《西方白虎七夜》中的居民。
參宿四是迄今為止發現的最大最亮的恒星之壹,體積比太陽大7億倍。如果放在太陽系,那將是壹場“災難”,相當於太陽突然從壹個普通的人類變成了壹個巨大的誇父,甚至擠走了地球,占據了水星、金星和火星的寶座,或許還盯上了木星的位置,極有可能將木星趕走。
自上個世紀以來,人類壹直在探索這顆明亮的紅色超巨星參宿四。它的光變範圍很大,對它的距離估計波動很大,小到180ly,大到1300ly。現在參宿四的距離估計為724ly,但也是因為距離無法精確測量,這也導致了參宿四的半徑。
參宿四被認為只有幾千萬年的生長時間,還比較“不成熟”,但因為質量比較大,所以生長很快。晚上,參宿四發出橘紅色的光。三月份,除了南極的壹些地方,其他地方都是極其容易看到的。5月份比較“害羞”,不會輕易出門。只有當太陽落山時,妳才能從西海岸看到“閆芳”。
眾所周知,恒星在宇宙中是不斷進化的。從壹開始,星雲或分子雲的氣體和塵埃就坍縮,創造了恒星誕生的條件。主序星在與宇宙對比了很長很短的時間後,開始出現,它們不斷產生能量,從核心向外擴張,在每壹層融合氫成為氦。隨著時間的發展,恒星逐漸變成亞巨星,然後變成紅巨星。參宿四處於紅巨星發展的後期。
此時,質量較小的恒星可以通過聚變核心中的氫轉變為氦,從而獲得所需的能量,而稍重的恒星也可以產生更重的元素來發展。然而,像參宿四這樣比太陽大得多的恒星,由於缺乏足夠的動力和活力來維持整個星球的運轉,會坍縮成中子星或神秘的黑洞,並形成爆炸,最終成為超新星。
2019 12壹篇關於“參宿四的衰落”的論文在社交媒體上引起了廣泛的討論,而美國壹個專門觀測星系的協會公布的參宿四光變曲線進壹步證實了參宿四變暗了壹個量級,甚至比參宿四還要暗。然而,參宿四作為壹顆發展後期的紅色超巨星,距離地球非常近。如果爆炸,它也會成為離太陽系最近的恒星,會變成超新星。這些變化足以引起天文學上的“地震”。
1987年,人類有幸觀測到了麥哲倫雲超新星的形成,危險的參宿四隨時可能經歷壹次爆炸和坍縮,要麽現在,要麽幾萬年後。其自身氫燃料消耗量僅為10萬年。只有爆炸“涅槃”後,參宿四才會變成超新星,獲得新生。
從1836開始,有人描述了參宿四的光度變化,這是人類歷史上第壹次描述。根據這些數據,參宿四的光度變化周期有時每隔幾年變化不大,壹般情況下每隔幾年都會有壹個亮度峰值,但基本沒有變化規律,甚至最亮的時候是其最暗時期的2.5倍。
有記錄以來,參宿四在2019年末開始變暗,2020年達到亮度最低。但是,過了壹會兒就開始亮了。天文學家推測,這可能是因為參宿四正在進入坍縮階段,就像最近的太陽壹樣。當太陽處於後期時,它的亮度也會因為氦閃而降低。但如果參宿四坍縮,外殼的質量會以每秒7萬公裏的速度與內核碰撞,導致II型超新星爆發,它很可能會變成中子星。
有科學家認為,如果參宿四的核心出現問題,其變化周期將極其漫長,不會像2020年那樣在極短的時間內被人類探測到。他們認為,參宿四核心產生的光子並不是筆直向外,而是與其中的物質發生碰撞。就像在太陽中壹樣,核聚變產生的光子需要很長時間才能到達太陽表面,甚至需要654.38+百萬年以上,而不像中微子只需要幾秒鐘就可以沖出來。
參宿四雖然帶電粒子密度低,但光子在其中的“迷宮冒險”並不像在太陽中那樣坎坷曲折,但也要經歷數萬年。所以,如果參宿四核心的亮度發生變化,我們要過壹萬多年才能看到它變暗,再過壹萬年才能發現它重新變亮。
那麽是什麽原因導致參宿四發生如此巨大的變化呢?天文學家也對此進行了分析,認為是因為數百年或數千年前參宿四噴出了大量氣體和塵埃,冷卻後遮擋了光線,從而使人感覺參宿四的亮度發生了變化。而後面亮了,也是因為這些物質散了,遮蔽物消失了。
參宿四什麽時候會爆炸?目前還是要看其核心的融合程度。如果它的核心是燃燒的氦,我們需要6.5438億+年才能看到參宿四爆炸,即使燃燒碳,也需要幾千年。壹旦沒有可以提供聚變的物質,核心只有鐵、鎳、鈷,那麽參宿四就會正式開始超新星爆發。
恰巧澳大利亞科學家通過對參宿四光變的研究,認為參宿四可能還處於紅巨星氦燃燒的早期,這也說明我們沒有機會看到參宿四爆炸。
參宿四的體積是太陽的7億倍,質量是太陽的8倍,那麽如果它爆炸,會對我們產生什麽影響?壹般來說,超新星爆發通常有四種釋放能量的方式。第壹波以中微子為首,速度接近光速,穿透力強。甚至因為不會被超新星內部的物質阻擋,所以會比光子更快的來到地球,就像大麥哲倫星系的超新星爆發壹樣。在中微子穿過地球長達三個小時後,光子才會姍姍來遲。
好在中微子對人體沒有傷害。事實上,地球和人體每秒鐘都會被10萬億個中微子穿越。很難和其他物質發生反應,對我們完全沒有影響。
第二波是對地球影響最大的伽馬射線。會遊離臭氧,破壞生物DNA,對生命威脅很大。科學家發現,在地球漫長的歷史中,它導致了生命的滅絕。
然而實際上,距離地球50光年以上的超新星爆發並不會對地球造成影響。無論是伽馬射線,還是隨後的第三次、第四次波,都會因為太遠而危及地球的存在。而且因為角度的原因,參宿四的噴射角不會沖向地球,我們完全可以放心。
雖然參宿四的光度變化只是虛驚壹場,但還是有很多人期待它的爆發。但我們還是讓他們失望了。我們不得不把骨灰埋在地下,等了很久很久,參宿四爆炸的中微子才穿過我們的遺體。
宇宙的無限變化不止是超新星爆炸。還有很多神秘的現象等著人類去發現。我們現在的科技還不能深入探索宇宙的奧秘,只能膚淺的觀察甚至九根牛壹毛。我們甚至不能到達火星,更不用說探索宇宙了。我們還需要大力發展科學技術,這不僅是為了尋求宇宙的真理,也是為了強國,促進太空時代的到來,在未來的新領域站穩腳跟。