許熒熒
參宿四(Betelgeuse)也被叫做獵戶座α,是全天第九亮星,如果我們人類能看到所有波段的光,那參宿四就是全天最亮的恆星,是質量最大、最亮的恆星之一。
它位於獵戶座,是一顆紅超巨星,還是冬季三大角的頂點;
也是冬季六邊形的中心。
參宿四非常大,質量是太陽的18~20倍(也有說法認為是14~15倍),如果把它放到太陽系太陽的位置,那它的邊界能達到小行星帶上,直徑達到了太陽直徑的2000倍以上。所以,和太陽比起來,參宿四有點虛胖。
在宇宙當中,有個特別的規則,那就是個質量大的恆星,壽命就越短。太陽主序星大概會持續100億年,而比太陽更小一點的比鄰星c大概是1000億年左右。像參宿四這麼大的恆星,天文學家估算參宿四的年齡只有1000萬年左右,並且現在已經是它到了晚期了,預計在未來數百年內就發生II型超新星,並變成一顆中子星。
那如果發生超新星爆炸之後,參宿四會不會對地球造成影響呢?實際上,對地球造成影響的概率並不高。要搞清楚這個問題,我們還需要從參宿四和地球之間的距離說起。
之前,科學家通過測距發現,參宿四距離地球大概是640光年。不過這個數據最近發生調整,主要是ESO使用ALMA(阿塔卡瑪大毫米/亞毫米陣列)對參宿四進行了重新的測量,最新的數據發現,它距離我們大概是724光年。下圖就是來自ESO的甚大望遠鏡所顯示的圖像。
那這樣的距離能保證地球的安全麼?其實天文學家曾經估算過,任何距離地球超過25光年的超新星爆炸,應該是都是不會危害地球和人類的。而參宿四距離我們大概724光年,實際上是不太可能會因為超新星爆炸而對我們產生的影響的。
不過,參宿四爆炸之後產生的爆炸威力是十分可怕的,按照目前的理論進行計算,我們可以知道參宿四如果發生超新星爆炸,一秒鐘所釋放出來的能量相當於太陽整個生命週期釋放的總能量,產生電磁能量高達10^43焦,動能可以達到2*10^44焦。
所以,屆時地球上會出現一個很奇怪的景象,夜晚天空中會出現兩輪月亮,參宿四的亮度能夠達到滿月時的程度。而且即使到了白天,天上依舊能夠很清晰地看到參宿四,但是它並不會有太陽那麼亮。
不過,之前網上傳言,參宿四超新星爆炸之後稱為一顆中子星,產生的伽馬射線爆如果是衝著地球,那對於地球以及地球上的生命會有毀滅性的打擊。
事實上,如果真的有個中子星的伽馬射線爆是衝著地球,並且距離還不遠,那確實是會對地球造成毀滅性打擊。
不過,現在的問題其實不在於這裡。參宿四是不是會成為一顆中子星還是有爭議的,就像之前說到的,中子星虛胖厲害,質量並不算大。天文學家目前預計的結果應該是,超新星爆炸之後,參宿四的質量不足以使它成為一顆中子星。不過,這確實還存在一些爭議。
但是即使它成為了一顆中子星,實際上也不太可能產生伽馬射線爆,也就最多能釋放X射線或者紫外線輻射等,但是由於距離實在太遠,所以根本對地球造不成影響,幾乎可以忽略不計。所以,我們可以不用擔心。
其次,傳言裡還有一個說法是,參宿四會在100年內發生超新星爆炸,這其實也是有問題的,參宿四到底什麼時候會發生超新星爆炸,天文學家其實是無法準確地判定的,目前爭議還很多。它確實有可能在100年內就超新星爆炸,也可能要好幾百萬年才發生。而且目前天文學家更傾向於後者。
總歸還是那句話,其實在天文圈估算能夠在數量級上差不多就已經是謝天謝地了。所以,能夠精確到具體哪天其實是很難做到的。所以,沒有必要因為一些危言聳聽而感到擔憂。
鍾銘聊科學
為什麼會認為參宿四是一顆定時炸彈呢?這是因為參宿四已經走到了生命的盡頭。它即將崩潰成為一顆超新星。令人感到恐慌的是它離得我們不算太遠,並且會在一百萬年的時間內隨時會發生爆炸。
參宿四是天空中的那一顆星星呢?它是冬季夜空中最有名的獵戶座中的一顆,就是左肩膀上紅色的那顆,非常的明亮。參宿四目前是一顆紅超巨星,已經變得非常不穩定向星際空間拋射出了大量的物質,使得它的直徑和到地球之間的距離都非常的難以測量。它到地球的距離一種說法是640光年,一種說法是724光年。總之,參宿四距離我們有600光年以上的距離。
圖示:獵戶座肩膀上紅色的星就是參宿四
參宿四非常的大,大概有12個太陽質量那麼大。另外科學家發現現在參宿四的直徑已經膨脹到了比木星圍繞太陽公轉的直徑還要大。這也意味著它的內部已經非常的不穩定,隨時都會發生坍縮爆炸,形成超新星。
圖示:參宿四的直徑超過了木星軌道
參宿四即將走到了生命的終點。一旦參宿四一旦超新星爆發,它幾秒鐘釋放出的能量要比太陽一生釋放出的能量還要多。參宿四的亮度會增加數十萬倍以上。這時候的天空會出現一顆比滿月還要兩三倍的星星,甚至白天也能夠看見。
圖示:超新星爆炸
對於人類來講,一定距離內的超新星爆發是非常致命的。參宿四好在距離我們在600光年以外,科學家認為它不會對我們產生傷害性的影響。但是沒有任何絕對的事情,如果參宿四爆炸後形成的中子星自轉軸指向了地球,就像黑洞洞的槍口指向了地球一樣,那就比較麻煩了。強大的伽馬射線流會擊中地球,給地球大氣造成嚴重破壞,從而會影響地球生命的生存。4.5億年前的奧陶紀生物滅絕就是這樣造成的。
圖示:超新星爆發形成的中子星射出的伽馬射線流
參宿四在地球600光年以外,說不定它已經爆炸了。希望的它的槍口不要指向地球!
兔斯基聊科學
參宿四是獵戶座肩膀上的一顆恆星,是夜空中除太陽外第12亮的恆星,而且是位列目前已知最大和最亮的恆星隊伍之中。
它是宇宙中的“虛胖”恆星,質量約為太陽的20倍,但其直徑卻是太陽的2000倍以上。也就是說,它正處於快速膨脹期,並且它的內核正在急劇的縮小。
所以說,這個恆星已經接近它的晚年,最早100萬年後,它就可能發生超新星爆發,並釋放出強烈的伽瑪射線爆。
如果它爆發了,其亮度將驟然增加數十萬倍,甚至它的亮度要超過滿月的亮度,甚至在白天也能看到它的光芒,到時候,舉頭望天,你將看到兩個太陽或者兩個月亮。
這一光芒將可能持續數月,並隨後熄滅,那時候獵戶座的手臂將被“炸沒”。
參宿四距離地球約724光年,別以為這是個很安全的距離。
伽瑪射線爆的跨度完全可以達到數百光年,它會以垂直於參宿四自轉平面的方向兩極噴發,如果它的兩極正好對準太陽系,那恐怕那時候的人類就有麻煩了。
高能粒子束將會破壞地球生物的保護傘--臭氧層,並讓地球生物暴露在宇宙射線之中,對地球生命造成致命的威脅。
這是有先例的。NASA的研究成果表明,4.4億年前的奧陶紀生物大滅絕,直接原因正是一次伽瑪射線爆,那次生物大滅絕,導致地球八成以上的物種滅絕。
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科學重口味
參宿四位於獵戶座,在“獵人”的肩膀上,它是獵戶座中第二明亮的恆星。
它的質量是太陽的15~25倍,體積比太陽大325萬倍,距離地球600光年,它正發出耀眼的光芒,雖然它的年齡只有800萬年,與地球的46億年相比,地球目前還處於壯年,但參宿四卻處在恆星演變的末期,也就是生命的暮年。
天文學家認為參宿四的年齡只有不到一千萬歲,但是因為質量大而演化得很快。
如今處在生命暮年的參宿四,進入了紅超巨星的不穩定階段,它在未來100萬年左右的時間隨時會發生超新星爆發。
所說的超新星爆發是指質量是太陽8~20倍的恆星,由於質量巨大,在演化的後期,星核和星殼徹底分離時,往往伴隨著一次超級規模的大爆炸,這種爆炸就是超新星爆發。
這種爆炸都極其明亮,爆發過程中所突發的電磁輻射經常能夠照亮其所在的整個星系,並可持續幾周至幾個月才會逐漸衰減變為不可見。
在這段期間內一顆超新星所輻射的能量可以與太陽在其一生中輻射能量的總和相媲美。
由於參宿四即將發生超新星爆發炸, 爆發的威力十分可怕, 首先這種爆炸極其明亮,爆發過程中所突發的電磁輻射經常能夠照亮其所在的整個星系,並可持續幾周至幾個月才會逐漸衰減變為不可見。
在這段期間內一顆超新星所輻射的能量可以與太陽在其一生中輻射能量的總和相媲美。而且它的體積將大大膨脹,它的直徑將超過13.8億公里,約為太陽的1000倍。
如果把參宿四放在太陽的位置,它所覆蓋的面積將接近木星軌道。
而且也有科學家說,參宿四的自轉軸沒有對準地球,即使發生超新星爆炸 伽馬射線暴也不會飛向地球,真要擔心的是船底座的“海山二”,那才是對地球真正有威脅的!
依據恆星構成與演變的模型預計,參宿四將在未來數百萬年內產生超新星爆炸;也許已經爆發過了,只不過由於距離的原因。我們還要等600年才能看到。
也可能就在明天或許數年之後才發生爆炸。也許我們有生之年可以看到,概率更大的是我們在座的各位都將錯過。
參宿四死亡後的一個月的時間,它的亮度都會非常亮,白天肉眼也能看到,但無法掩蓋太陽的光輝,然後就逐漸暗淡下去。肉眼看不到了,變成中子星。
爆炸後會急劇坍縮,就會變成引力極大的天體。它的引力有可能使光無法逃逸,有可能變成黑洞,也就是要求有足夠大的引力,物質繼續在中子星表面積累,達到史瓦西半徑,再坍縮形成黑洞。
爆炸瞬間所釋放的能量可以在幾十光年遠的地方烤焦所有的天體,但是它離我們地球有600光年,所以說這個距離還是比較安全的。不會對地球造成太大的傷害。
參宿四發生爆炸的前幾天裡,可能會使得地球受到輕微的X射線和伽馬射線的輻射,儘量避免外出即可。不會對生命造成毀滅性的影響。
也許會對網絡有輕微的影響。
另外超新星爆炸是個好事,參宿四通過爆炸,會將其大部分甚至幾乎所有物質以十分之一光外拋散,另外只有超新星爆炸才能生成生黃金等重金屬,爆炸時重金屬和其他物質向太空發散,也許會有一顆由黃金構成的隕石經過漫長的旅行,墜落地球呢。
所以說離我們不遠的定時炸彈-參宿四,不但不會威脅到我們的安全,而且有可能給我們地球帶來福利呢。
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相比參宿四,我覺得更應該擔心天狼星B引發的一型超新星爆發,這顆白矮星距離他的主星天狼星A很近,正在大量吞噬吸收主星的物質,當質量增加到太陽質量的1.4倍時就會引發一型超新星爆炸。現在天狼B已經接近1.1倍太陽質量,主星天狼A目前又處在主序星階段,他將繼續穩定燃燒幾十億年,這期間天狼B完全足夠演化成超新星,一旦爆發將橫掃20光年內的生命,可悲的是太陽系距天狼星只有8.4光年,人類在劫難逃。這顆頭頂上的超新星炸彈才是最致命的,遠在640光年外的參宿四根本不足為慮
灰色指間沙
要回答這個問題,首先需要了解幾個問題。
參宿4是什麼星體?
參宿4位於獵戶座的左肩上,當在夜晚時,我們能夠觀察到的是一顆紅色的恆星直徑大概是太陽的20-30倍,質量大概是太陽的1000倍。如果把地球所處在的太陽系中的太陽換成參宿4,那麼,這個恆星的邊緣直接就會達到木星所處的軌道,直接就吞噬了水星,金星,地球,火星。更為可怕的是,參宿4是一顆處在壽命較晚的恆星,隨時可能爆炸坍縮,變為超新星。
處在太陽系中心的參宿4
參宿4離我們近嗎?
題幹已經說了,參宿4離我們不遠,實際上,它離地球大概有640光年,單看這個數字,可能沒有什麼感覺,但是舉個例子就知道了,這顆恆星一直以來就很受科學家及天文愛好者的喜愛,時時刻刻被觀測著,其實我們觀測到到參宿4大概是640年前的樣子。
顯示在紅外中的獵戶星座的三個主要恆星參宿四、梅麗薩和貝拉特里克斯。在紅外光中,參宿四(左下角)是夜空中最亮的恆星
隨時可能爆炸嗎?
是的,只要是初始質量大於8倍太陽質量的恆星,就有機會通過自身的引力坍縮變為超新星。而天文學家一致認為,在未來數百萬年裡的任何時間,參宿四都有可能發生爆炸,變為一顆超新星。也許現在它已經爆了,只不過光線還沒有抵達地球。
目前為止,SN1604是銀河系內最後一顆被觀測到的超新星,其爆發發生在1604年。SN1604位於蛇夫座內,距地球大約有2萬光年,爆發時肉眼可見,而且有3周的時間我們甚至在白天都可以用肉眼觀測到。而參宿四距離地球只有約640光年,如果它發生爆炸,那麼我們也能很清楚地觀測到它。
變為超新星會毀滅地球嗎?
天文學家研究發現,能對地球的生態及生物圈產生影響的至多到30光年範圍內,在30光年範圍內,還沒有發現可以坍縮成超新星的恆星,總之,我們不必擔心參宿4的爆炸會威脅到我們的安全。
微說科學
參宿四距離我們724光年左右,是一顆紅超巨星,其質量雖然只有太陽的20倍,但體積卻達到了太陽的2000倍以上,也就是說它隨時會超新星爆發
超新星爆發是指一些恆星在生命末期經歷的一種劇烈爆炸,往往在幾秒內釋放的能量就超過了以往上千萬年的能量釋放的總和,因此超新星爆發也被認為是宇宙中最狂暴的天文現象,其產生的高能粒子輻射也被稱為“生命收割機”,如果參宿四真的發生超新星爆發的話,人類文明很可能會不復存在。
紅超巨星的壽命一般只有幾百萬年左右,時間一到就會發生超新星爆發從而釋放大量能量,而最重要的是參宿四距離我們700多光年,人類根本無法知道現在的參宿四是什麼狀況,也可能參宿四在600年前就超新星爆發了,但我們還什麼都不知道。
參宿四一旦發生爆炸的話,白天地球上都能看到天空中那團炫目的光,其持續時間可以達到數月之久,而人類就能在見到參宿四超新星爆發的瞬間就會被強輻射穿透,生命從此只剩下幾小時或者幾天。
我們的宇宙並不是風平浪靜安靜祥和的,各種足以毀滅人類的天文現象每時每刻都在宇宙的不同地方發生,而人類礙於光速的限制也永遠無法做到實時掌握宇宙的情況,除了超新星爆發外小行星撞擊也同樣會威脅到我們的安全,稍有不慎人類文明的下場就會和恐龍一樣,所以火星殖民和太空開發都是很有必要的,畢竟不能把雞蛋都放在一個籃子裡。
參宿四可能現在已經超新星爆發了,但我們只要在它的輻射到達地球之前離開地球就行了,畢竟如果運氣好的話我們還有700多年的時間可以慢慢離開地球。
宇宙探索未解之迷
參宿四是獵戶座中的一顆超紅巨星,處於恆星演化的末期,體積在不斷縮小,有人預計數百萬年內將會發生II型超新星爆炸,有人預計其在數千年內就會爆炸,也有人覺得其已經爆炸,總之參宿四就像是“薛定諤的貓”一樣,隨時可能會死亡。如果參宿四爆炸,其幾秒鐘內釋放的能量將會比太陽一生釋放的都多,可以直接把獵戶座手臂炸沒,亮度也會增加幾十萬倍,在地球上看亮度比滿月時還有亮3倍以上。
不過即便參宿四發生爆炸,對於地球上的我們來說也是安全的。因為參宿四距離我們足有600光年以上的距離,就是是爆炸了,我們看著參宿四仍舊不過是一個比較亮的亮點而已。而且超新星爆炸釋放的是大量中微子,這種粒子對人體無害,即便現在,我們身體時刻都在穿過數不盡的中微子。
參宿四爆炸之後會演變成為一顆中子星,不過如果爆炸後形成的中子星自轉軸是朝向地球的,那麼就會有點麻煩。因為中子星會釋放強烈的射線流,這些射線流會源源不斷地轟擊地球的臭氧層,長期以往下去會給地球帶來很大麻煩。不過中子星的自轉軸完全朝向地球,概率還是很小的,我們完全不必擔心。
科學探秘頻道
離我們不遠的定時炸彈-參宿四,會威脅到我們的安全嗎?
關於世界末日的傳聞想必各位已經看得不要不要了,無論是真正的五大生命滅絕事件,還是諾查丹瑪斯或者霍金的預言,末日論總是出鏡率最高的,各大媒體分析時會將超新星爆發作為一個非常重要的威脅而列在其中,因為地質史上的滅絕事件據信有多次是超新星爆發造成,作為距離地球最近,在未來最有可能爆發成超新星的參宿四,會真的威脅到地球嗎?
SN1994D超新星爆發
為什麼會超新星爆發?
超新星是大質量恆星演化的一個階段,一般這種恆星的質量會在太陽質量的8-10倍以上,因為足夠質量的恆星才會在中心形成鐵核,此時在恆星的外殼是氦燃燒階段就極度膨脹的氣殼,而越向內則是不斷累積的重元素堆積殼層,猶如一個洋蔥,形成的元素越重,其聚變就越劇烈,最後鐵核的形成可能只需要幾天乃至幾小時,元素從氦聚變到鐵時,再不會前進一步,因為鐵以後的元素聚變無法通過原子核聚變發生。
當然鐵核形成時,恆星距離超新星爆發可能就只能以分鐘計算了,外殼和內核在沒有輻射壓的支撐下坍縮,將會導致溫度迅速增加,參宿四的質量大約是太陽的12倍左右,不至於形成黑洞,因此坍縮時可能會經歷如下情形:
- 失控的核聚變:內核周圍的非鐵元素將瞬間達到聚變條件。
- 簡併內核開始坍縮時會產生光致蛻變和電子捕獲的β衰變,爆發出電中微子流。
- 坍縮密度增加時,中微子輻射將被阻斷,參宿四的內核只能達到中子簡併態,它將阻止恆星進一步坍縮。此時內核將達到1000億K,熱中微子形成中微子反中微子對,此時爆發的能量大約為10^46J,相當於10%的靜止質量徹底轉換而成的能量,整個過程持續約10S左右,這是這一類超新星爆發的能量來源方式。
- 坍縮的外殼和停止坍縮的內核撞擊產生的激波,並且將獲得從中心中微子脈衝吸收約10^44J的能量,這將會使外殼的所有物質拋離恆星,也就是我們見到的超新星爆發!
- 有可能會產生相對論噴流和導致伽瑪射線暴
這是8-10倍以上(12倍的參宿四剛好在這個區間內)的爆發過程,當然還有多種超新星爆發模式,每種機理非常複雜,而質量與形式則是最大的區別,比如Ia型超新星是白矮星通過吞噬恆星物質超過錢德拉塞卡極限(1.44倍)時形成的超新星爆發,因此每次質量一致性非常高,爆發能量也相同,因此被作為標準燭光。
白矮星伴星型Ia型超新星爆發
超新星爆發的幾個影響。
超新星影響周圍的幾個方式,一般就是通過直接衝擊波影響,光輻射影響以及伽瑪射線暴影響三種方式,而根據方式的不同影響範圍也不盡相同。
- 超新星爆發的高能物質衝擊
爆發過程會有大量的恆星高能物質噴射,其範圍將是整個恆星系,比如太陽超新星爆發(太陽只是氦閃,會有物質拋射,但沒有那麼劇烈),整個太陽系將會毀滅,甚至都能摧毀伴星,當然1572年的第谷超新星爆發時,伴星倖存了下來!
如果其宜居帶內有行星,其實紅巨星時代行星就已經毀滅,但超新星爆發會將其徹底摧毀,《星際迷航11》中的一個橋段就是斯波克駕駛飛船拯救一顆即將爆發超新星的恆星時失誤,超新星提前爆發摧毀了羅慕倫星而招致報復的故事。其實理論上這種可能性不存在,因為一顆即將爆發的超新星周圍不可能存在能發展成高級文明的行星,不是已經被摧毀,就是新的宜居帶沒有足夠時間發展。
- 光輻射影響
超新星光度急劇增加,幾個星期內釋放的能量超過太陽整個生命週期的所有輻射能,超新星爆發的輻射將會是數十光年範圍稱為死亡之地,比如地球周圍大約30光年內,任何一種超新星爆發將會對地球產生毀滅性的影響,並不是傳說中的伽瑪射線暴,而是普通的光輻射即可,比太陽位置換成天狼星的輻射還要強得多,並且持續幾個星期,也許只有極夜區才會有生命倖存!
- 伽瑪射線暴
伽瑪射線暴主要通過兩極相對論噴流出射出,由於輻射比較其中,因此它的影響範圍可達數百光年,例如地球周圍數百光年內的超新星爆發,如果兩極對著地球,那麼地球將遭受伽瑪射線暴的轟擊,大氣中的臭氧將和氮結合,地球失去臭氧保護,高能伽馬射線甚至直達地表,轟擊生物DNA致其斷裂,繼而導致大規模生命滅絕。
地球會受到參宿四爆發影響嗎?
參宿四距離地球約640光年,遠在高能物質衝擊和光輻射的直接影響之外,而參宿四的自轉軸和地球也有比較大的傾角,因此這兩者並不會直接影響地球,假如參宿四爆發,人類則可以看一場好戲,不過比較可惜的是,參宿四爆發最多持續數週乃至數月時間,之後獵戶座將會缺少一個肩膀!
參宿四爆發模擬GIF
參宿四什麼時候會噴發?也許它已經噴發,但它距離地球640光年,即使牛頓時代已經爆發,那麼光到達地球仍需300多年時間!
星辰大海路上的種花家
熟悉天文的小夥伴對於參宿四這顆恆星一定不會陌生,作為全天第9亮星以及冬季大三角之一的組成者,一直以來它都是天文愛好者入門的最好練習對象之一,但看起來明亮且人畜無害的參宿四在天文學家眼裡卻是一個隨時會爆炸的“太空地雷”
在解釋參宿四為何是“太空地雷”之前,我們首先要熟悉一下宇宙中恆星的一生:原始星雲質量越大坍縮成的恆星質量也就越大,太陽這種質量的恆星在生命末期氫元素耗盡成為紅巨星之後,氦元素的耗盡將使太陽發生爆炸且核心區域變成一顆白矮星。
而如果一顆恆星的質量超過太陽的8倍以上,那麼等到它內部氫元素消耗殆盡之時就會膨脹為一顆比紅巨星還大的紅超巨星,參宿四便是紅超巨星裡的典型,如果把它和太陽互換的話其外圍可以吞噬小行星帶直逼木星,水星金星地球和火星將在它的內部融化。
不同於紅巨星後的白矮星,參宿四這種紅超巨星到生命末期之後會發生超新星爆發事件,這種恆星的“暴死”在數秒鐘內釋放出的能量相當於過去幾十億年來的總和,其恆星物質也會以光速的十分之一甚至更快的速度擴散開來,而爆炸的核心區域則會留下一顆每立方厘米數十億頓的中子星。
雖然超新星爆發產生的高能粒子輻射將橫掃50光年範圍內的所有天體,但我們的地球距離參宿四640光年,就算後者現在已經發生了超新星爆發我們也得640年後才能看見。
過於漫長的距離使得參宿四超新星爆發帶來的危害無限接近於零,爆發之後的參宿四或許能在夜晚充當路燈,但不會給地球以及上面的人類帶來任何影響,所以我們並不需要擔心參宿四的“身體狀況”