【原】NASA发布猎户座参宿四亮度突然变低,这是要爆发超新星的节奏吗?

冬季正是欣赏猎户座的和天狼星的季节,或者是夜空中最明亮的恒星,距离地球8.6光年,视星等-1.46,而前者除了猎户优美的身段以外,还有那佩剑处M42目视都隐隐约约的光芒,当然你肯定会好奇猎户的右肩膀上正有一颗恒星正在放出忧郁的黄光!

参宿四

这就是猎户座著名的亮星参宿四,是太阳系附近唯一一颗即将超新星爆发的恒星,它的质量是太阳的14-15倍,但体积已经膨胀到太阳的7亿倍,已经处在极度膨胀和超新星爆发的边缘,简单的说它随时都可能超新星爆发!

参宿四

当然这早已不是新闻,因为参宿四很久以前就这样了,但NASA根据哈勃望远镜的观测,在十月底发现参宿四突然变得明显暗淡,这表示什么含义?参宿四最近就要超新星爆发了吗?

参宿四是怎么样一颗恒星?

参宿四是猎户座α星,是全天第九亮星,赫歇尔在1836年首先发现了参宿四是一颗光度变化的变星,他发现参宿四的在1836-1840年亮度增加,之后则渐渐降低,在1849年时有一个很明显的短周期变化,在1852年时达到最高峰,后续观测中每隔几年都有非常明显的亮度变化。但也有在相隔将近十年的间隔中没有大的变化。

哈勃太空望远镜使用紫外线拍摄,并经过增强处理的参宿四

参宿四的视星等变化在0.3至+1.3等之间变化,是光度变化最大的一等星,参宿四直径相当大,它是第一颗用望远镜直接看到圆面的恒星(除开太阳外),1920年在威尔逊山天文台的2.5米望远镜 +干涉仪,测量出了参宿四的角直径是0.047",当时的视差是0.018",换算成直径大约是3亿8,400万公里(2.58天文单位)!

参宿四的质量大约是太阳的14-15倍,当前已经演化到了恒星末期的红巨星阶段,在其外围恒星物质正在大幅流失,并且其变星的脉动,它的直径也在变化,从0.043~0.056角秒不等,使得对它直径的估计存在非常大的误差,但有一点可以确认,它是距离地球最近的直径最大的恒星,如果放在太阳系,它的边缘能到达木星轨道附近,当然他比不上大犬座VY,更比不上盾牌座UY,但它未来随时都可能超新星爆发,这一点尤其吸引大家的注意,因为参宿四这颗超大质量的恒星寿命只有1000万年,现在已经处在了临界状态,也许它已经超新星爆发,但640光年的距离让我们还要等一段时间才能看到。

像这种等级的超新星爆发过程是怎么样的?

一般认为8-10倍以上的恒星未来会历经超新星爆发,然后形成一颗中子星,参宿四的质量为太阳的15倍左右,它距离爆发成黑洞的恒星质量25-30倍太阳质量有一些距离,未来将诞生II型超新星爆发!也就是核坍缩超新星爆发,能达到核坍缩超新星爆发的恒星质量至少是太阳的9倍以上。

这个等级的恒星内核将会形成铁核,外围则是各种聚变顺序元素的洋葱结构,恒星的能量机制消失,内核在失去辐射压后出现坍缩,此时铁核最核心部分在引力和外壳压力下收缩,电子被压入原子核形成中子,这个过程中会释放出一个电中微子,这就是II型超新星爆发的中微子流来历。

原子核形成中子后的中子简并力将会阻止进一步坍缩,因为参宿四的质量不够,只能坍缩到中子星,因此突然停止的坍缩会和坍缩中的外壳强烈碰撞形成激波,这个碰撞速度可能高达光速的1/4,极致的动能将会创造出一个宇宙中除中子星合并外最极端的高温世界。

此时这个激波的能量会将原子核分解成质子和中子,这里有两个过程会发生,其一是质子将捕获电子,其二则是铁原子核将开始快中子捕获,形成比铁元素更重的元素!而未被内核吸收的中微子则会继续驱动外壳运动,形成II型超新星爆发。

参宿四会在最近超新星爆发吗?

学术界对于超新星爆发的预报是非常不靠谱的,甚至都无法在模拟中成功实现II型大质量恒星的超新星爆发,但因此我们对超新星的爆发过程仍然有相当大的不确定性因素,而且参宿四本身就是一颗变星,视星等会在0.3至+1.3等之间变化,因此何时会超新星爆发,仍然有待商榷!

参宿四周围的云气(ESO)

在天文意义上来说,参宿四即将超新星爆发的意思是未来几万年或者几十万年甚至几百万年都在这个区间内,因此参宿四何时超新星爆发,对于天文纪年来说是即将,但对于人类可能就是很久很久以后了!

参宿四爆发对地球有影响吗?

超新星爆发的直接影响范围大约是30光年,参宿四距离地球超过640光年,因此我们不必担心地球被参宿四的高能物质冲击轰击,但有另一个因素会比较严重,即超新星爆发时伽玛射线暴会从自转轴两端向宇宙空间扩散,形成比较集中伽马射线束,不过地球比较幸运,参宿四的自转轴和地球方向存在30度的夹角,所以地球未来可以作壁上观!

超新星爆发模拟动图

我们这一代人估计都看不到参宿四的爆发了,但并不影响天文学家用超级计算机模拟一个参宿四爆发的视频,先睹为快!

爆发初期

超新星爆发后物质扩散

未来的猎户座将不再有参宿四

银河系内上一颗超新星爆发大约是17世纪处的开普勒超新星,一般认为银河系大约每隔300年诞生一颗超新星,到现在已经400多年过去了,当然这并不是一条定律,银河系那么大,也许会在我们难以观测到的银盘面另一端,不过我们是在非常期待参宿四,毕竟这距离刚好,据说爆发后能达到满月的亮度,也就是白天都能看到,各位将重回1054年金牛座超新星爆发的空前盛况,期待吧,骚年。

标签:这是 猎户座 超新星 亮度 节奏

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