参宿四和参宿七谁大 猎户座一等星有多大

访客 经营婚姻 2021-07-22 12:27:06

根据科学家总结的恒星演化模型,大质量恒星在生命末期会发生超新星爆发,将恒星内部的大量物质抛向太空,同时释放出巨大的能量。例如,如果一颗恒星的质量大于太阳质量的1.44倍,小于太阳质量的3.2倍,那么这颗恒星可能通过超新星爆发后演化为中子星;如果它超过太阳质量3.2倍的奥本海默极限,它可能会在超新星爆发后演变成黑洞。

可见,超新星爆发是大质量恒星生命末期的必经之路。对于恒星来说,超新星爆发不仅代表着它们生命的终结,也标志着新历程的开始。因为超新星爆发在短时间内释放的能量几乎可以等于恒星在整个主序列周期内释放的能量之和,超新星爆发极其壮观,破坏力极强,同时会在宇宙中创造出大量比铁还重的元素,为五彩缤纷的宇宙注入“活力”。在地球附近,有一颗如此巨大的恒星正处于生命的末期,随时都有可能发生超新星爆发。让我们来看看。

参宿四恒星

参宿四,又名猎户座阿尔法星,距离地球640光年,其视星等基本在0.06-0.75之间变化。从亮度来看,它是天空中第九亮的恒星(有时它排名第十)。亮度变化的主要原因是它的半径是周期性变化的,一般在太阳半径的1100-1200倍之间波动,使得亮度发生相应的变化。

参宿四的质量大约是太阳的18-23倍,是一颗典型的大质量恒星。然而参宿四最显著的特点是体积巨大,可以达到太阳的7.2亿倍。它是迄今为止人类发现的最大的恒星之一(UY盾更大)。参宿四之所以如此巨大,是因为这颗恒星目前处于红色超巨星阶段。

科学家通过射电望远镜观察到,恒星周围已经形成了一层非常厚的气体“壳层”,是恒星半径的600倍,并且正在再次向外膨胀,说明恒星不断向太空释放出巨大的物质,恒星的体积还在不断膨胀。根据目前的观测结果,恒星表面的温度为3500K,远低于目前太阳表面的温度,这与红巨星和红超巨星的“气质”非常吻合。

历史上比较著名的超新星爆发记载

在人类历史上,超新星爆发的记录由来已久。例如,最早的超新星爆发记录是中国天文学家在公元185年(东汉)发现并记录的(后命名为SN185)

),此次爆发在天空中共照耀了8个多月。


再比如,处于宋朝的1054年,在《宋会要》等古籍中,也有天空中突然出现非常明亮耀眼的“客星”记载,持续时间有两年之久(后来命名为SN1054)。随着现代天文观测技术的进步,科学家们对当时出现“客星”的区域进行了深入观测,确认了1054年记载中的“客星”,就是超新星爆发,此后残留的中心区域形成了一颗脉冲星,外围萦绕着巨量的星云,外形就像螃蟹,这就是我们后来常常提及的“蟹状星云”。




最近的一次肉眼观测到的超新星爆发事件,是在1604年,德国天文学家开普勒发现的蛇夫座超新星爆发,发生地距离地球约6000光年,当时的视星等达到了-2.5。此后,科学家们就再也没有在银河系中发现清晰可辨的超新星爆发现象,但是在银河系之外的星系中,利用大型天文望远镜,的确发现了新的超新星爆发现象,不过都在几百万光年之外,距离太远,肉眼已经无能为力了。




参宿四是不是随时都可能爆发?

对于参宿四这样级别的恒星来说,当其内部的核聚变物质消耗殆尽时,内核中向外的辐射压,将不能再支撑外壳向内的重力作用,从而致使恒星坍缩,最终会演化为中子星。在形成中子星的过程中,由于外层物质的剧烈坍缩作用下,与恒星内部物质会产生非常激烈的碰撞,巨大的反弹激波将会使恒星内部以及外层的大量物质,抛洒到宇宙空间中,同时释放出无比巨大的能量,从而形成一颗非常耀眼的超新星。据科学家推测,参宿四发生超新星爆发的时候,其绝对亮度,要比银河系中现有所有恒星产生的亮度总和还要高。




从近几年的观测情况看,参宿四的亮度变化的确是有点特殊。之前它的亮度呈现的是一种周期性的变化,是波动状态的,但是近几年是持续性的下降,然后又突然变亮,因此有一部分人认为现在参宿四已经变得非常不稳定了,或者干脆说已经发生了超新星爆发,只不过释放的光需要几百年之后才能被我们所察觉。


当然,也有一些科学家认为,我们观测到的参宿四亮度持续下降、然后又突然变亮的现象,如果排除观测方面的误差以及遥远星云物质的干扰外,有很大的可能是由于恒星内部和表面物质运动的周期性变化所引起。


比如,恒星内部物质在核聚变释放能量的作用下,受热形成对流,继而出现热斑,这是恒星亮度的“本底”,别忘了参宿四目前处于红超巨星阶段,每时每刻都会向宇宙空间抛洒巨量的物质,因此会在恒星表面形成相对较冷的区域,我们观察到它的表面就会暗一些。在热斑形成与物质被抛洒出去的周期性作用下,我们的观察结果就是参宿四一段时间亮、一段时间暗。因此,这些科学家认为此次参宿四亮度的变化,并非是由于超新星爆发所为。




由于恒星内部的构造比较复杂,关于内部物质运动的一些具体细节还有很多未知的地方,这就使得人们对恒星的演化历程和规律性认知存在着一定的不确定性,特别是对于大质量恒星生命末期,如何演化为超新星的过程,都还是停留在理论推测层面,再加上宇宙空间的大尺度以及我们观测条件的限制,我们根本无法精确地预测参宿四什么时候发生超新星爆发。这个问题,就留给科学家们研究和争论吧。


但是,不论争论结果如何,目前参宿四的状态就摆在那里,已经处于大质量恒星的生命尾声,而且持续向外界释放巨量的物质,内部核聚变在不断增加,体积也在不断进行着膨胀,那么就如一些科学家所言,参宿四极有可能“很快”就要发生超新星爆发。不过我们要明白,在天文学中,描述一种天体现象所发生的时间,“很快”代表的有可能是“几千几万年”这个级别。所以,参宿四以其生命周期来衡量,已经处于随时会发生超新星爆发的临界点,但是这个酝酿的阶段,对于我们人类来说,有可能是明天,也有可能是几万年之后,这谁能说得准呢?




参宿四如果发生超新星爆发会影响地球吗?

如果参宿四发生超新星爆发,可以预见的是,在地球上绝对可以一饱眼福,因为该星爆发的超强亮度,在地球上观测能够超过满月的亮度,而且会接连持续数个星期,这个壮观景象大家可以脑补一下。




有人说参宿四发生超新星爆发,在强大能量以及伽玛射线暴的冲击下,地球的大气层都将会剥离,地球的生命将受到灭顶之灾。实际上,大家不必如此杞人忧天。因为超新星爆发产生的能量和辐射,与它的质量有着极大的关联,射线暴能否波及地球,同时也与地球与超新星之间的距离、中间的障碍物多少以及射线方向是否正对着地球等等因素有关系。




从参宿四来看,它虽然体积非常巨大,但质量仅有太阳的20倍左右,这种级别的恒星,在发生超新星爆发时,基本上不会产生非常强烈的伽玛射线暴,当和它的距离在100光年以外时,就基本上是一个“安全”的范围了。而参宿四与地球的距离为640光年,这个距离对地球来说已经足够安全了,因此参宿四的超新星爆发并不会对地球的大气层产生实质性的影响。相反,参宿四的超新星爆发,将为天文学家提供非常难得的科学研究机会,特别是中微子探测、引力波探测等。参宿四的那一段绽放,不但是一场视觉盛宴,更是一场科学界的华丽乐章!