惊呆了

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参宿四爆炸对地球影响 比太阳大15亿倍,危险的参宿四随时可能爆炸?科学家给出时间

访客

太阳对于整个太阳系来说巨大无比,它的质量占整个太阳系的99%。可是放眼整个宇宙,只能说太阳之外还有恒星,而且是比它大很多的恒星。


太阳的结构示意图

这其中就是非常著名的一颗晚年恒星——参宿四。天文学家之所以对它十分关注,是因为指不准哪天它就爆炸了!可以说它是潜伏在宇宙中的危险分子。


参宿四

参宿四

参宿四的名字简单直接,就是参宿的第四颗恒星,当然,也可以叫它猎户座α星。这是宇宙中最亮的恒星之一,在夜空可以用肉眼看见它。


猎户座α星

同时它也是一颗巨无霸恒星,直径887 ± 203 或955 ± 217 D⊙,质量是11.6 + 5.0 或 11.6 - 3.9 M⊙。⊙这个符号代表太阳,因为参宿四与太阳的距离为大约700光年,它本星的位置一直不太能确定,所以关于它的大小只能维持在一个范围内,参宿四的体积大约比太阳大15亿倍。


参宿四和太阳

如果将太阳换成参宿四,包括地球在内的前六颗行星全部都会被吞没,就只剩下土星、天王星和海王星在外面。参宿四并不是猎户座最亮的那颗,最亮的是参宿七,也就是猎户座β星参宿四天狼星南河三组成一个大三角,在夜空中很容易被发现,被人们称为“冬季大三角”。


“冬季大三角”

它之所以这么亮这么大,是因为参宿四已经步入了自己的老年期——超红巨星。说出来可能不信,参宿四的年纪只有几百万到几千万年,同太阳的46亿年相比,它是个弟弟。但是它的命运基本上已经走到了末路。


恒星的演化

为何它的寿命这么短呢?这是因为恒星的发光发热来自于自身的氢核聚变,恒星体积、质量越大,核聚变的速度也就越快,它的寿命也就越短。参宿四此时就是在回光返照,将自己能够消耗的能量全部消耗殆尽,因此才会散发出巨大的光亮与热量。那么参宿四的命运到底会有怎样的进展呢?


参宿四

超新星爆炸

恒星的一生有限,可是对于人类来说也是很久远的,我们不可能连续不断地观察一颗恒星,从它出生到死亡。就拿我们最熟悉的太阳为例,它的寿命大约有100亿年,现在才刚刚走完自己的一半,还有大约50亿年的时间够它挥霍。

人类当然不可能为了得到一个恒星的演化路线苦等50亿年的,于是我们通过观察太空中不同阶段的恒星,总结出了恒星的一生。


美丽的恒星

无论是太阳也好还是参宿四也好,都是诞生在一片星云之中,通过粒子的聚合形成了恒星。二者也同样会经历一个稳定的主序星时期,期间,它们会稳定输出。由于质量的差别,二者后来的演化路线会完全不同。

参宿四的主序星时期比起太阳来说很短,只有区区几百万到几千万年,然后步入了自己的老年期,成为了一颗超红巨星。太阳则会继续下去,直到大约50亿年后成为红巨星


“恒星的一生”

参宿四现在正在不停地膨胀,所以人类观测到的数据总在不停地变化。在它的内核,氦正在核聚变为质量更大的物质,而它仅剩的一点氢也在肆意消耗。这就导致参宿四内部在收缩,而外部在膨胀,最后整个星体承受不住这个合力差,发生坍缩。


超新星爆炸

因为质量实在是太大了,参宿四会发生惊天动地的变化——超新星爆炸。爆炸会将参宿四内核外的部分的全部甩出去,留下光秃秃的内核。

参宿四的归宿

天文学家根据观测到的演化过程,根据恒星的质量得出了三个结局。以8个太阳质量8 M⊙为分界线,小于这个质量的恒星,不会发生超新星爆炸,只会发生坍缩,留下内核。这个内核已经失去了一切产生能量的能力,仅靠最后残余的能量发出惨白微弱的光,叫做白矮星


白矮星

我们的太阳就是这个结果。参宿四的质量在太阳的十倍以上,它会是另一个演化路线,在超新星爆炸之后内核成为中子星

中子星是宇宙中引力第二强的天体,也是密度第二大的天体,小小的一立方厘米,质量在1亿吨以上。这样巨大的引力,就连光都没办法顺利逃脱,在中子星的引力范围内,光不会沿直线传播,会出现一定的曲率。


中子星

由于超新星爆炸能量太过于巨大,有些中子星会残留一部分,形成脉冲,因此这类中子星又称为脉冲星。不是每一颗中子星都是脉冲星,但脉冲星一定是中子星。


脉冲星

既然中子星是宇宙中密度第二大的天体,那么谁是第一呢?密度最大,引力最大的天体当属黑洞,就连光也无法逃离。目前人类观测到的黑洞很少,因此天文学家也不能确定中子星与黑洞的形成质量差距。不过就观测到的数量来看,参宿四大概率是成为一颗中子星。


黑洞

由于参宿四已经位于自己的晚年,它可能随时就发生超新星爆炸了,这只是时间上的问题。我们最关心的是,它何时爆炸,爆炸对地球是否会有影响。

爆炸的时间与结果

一般来说,越是质量大的恒星,它在晚年呆的时间就越短。从2019年开始,天文学家就发现,参宿四不再像以前那样亮了。这说明,参宿四表面的氢已经消耗得超不多了,它开始进入死亡倒计时。虽然它的演化速度算是恒星里面比较快的,但是在以百万年为单位的宇宙,这个衰亡过程也是需要时间。


根据人类观测各种形态的恒星得出的演化路线,参宿四这种质量的恒星,会经历大约10万年的衰亡期,然后迎来自己的超新星爆炸。爆炸之后,它成为一颗中子星。但是这并不是参宿四真正的结局,有没有想过为什么恒星的死亡爆炸会被称为超新星爆炸?这是因为,一个恒星的死亡意味着另一颗恒星的新生。


"参宿四爆炸"

1987年,人类第一次观测到麦哲伦星云中形成了一颗恒星,而星云就来自恒星在超新星爆炸中甩出来的部分。也就是说,没有老恒星的消亡,就不会有星云诞生,没有星云也就不会有新生的恒星诞生。


大小麦哲伦云

一切都是物质的传递,如同一场场仪式,让宇宙生生不息。参宿四的命运已经注定,它会在爆炸中消亡,但另一颗恒星会因为它的爆炸而出生。人类想要目睹参宿四的爆炸过程,恐怕要等10万年之后了,不过这个爆炸会对地球产生什么影响吗?

对地球的影响

以参宿四的体积和质量,它的爆炸会产生很大的能量。第一波出现在宇宙中的物质是中微子,它会比爆炸产生的光更快到达地球,不过中微子不具备伤害能力,它只是形成物质的一种基础组成而已。


中微子

中微子会比光快大约3个小时。第二波出现的物质就是光子,光具有波粒二象性,因此它具备能量。只不过参宿四距离地球大约700光年,等超新星爆炸的光到达地球,已经是爆炸发生700年以后了。


光具有波粒二象性

超新星爆炸最大的影响是伽马射线,它被称作生命的大敌,能够改变DNA双螺旋结构,让生物发生基因突变。更重要的是,我们赖以为生的臭氧不可能百分百抵抗伽马射线,它们会被伽马射线分离。


伽马射线

真正保护地球不被伽马射线困扰的,是地球的磁场。伽马射线进入地球的磁场后,会发生偏折。但是,磁场有一定的限度,如果伽马射线太过于强烈,比如伽马射线暴来临,地球磁场也挡不住。


地球的磁场

庆幸的是,伽马射线在50光年处就会失去大部分能量,也就是说距离地球50光年以外的超新星爆炸都不会对地球有什么影响。因此科学家们表示,大家可以放心,参宿四要再过大约10万年才会爆炸,而且爆炸对地球也没有太大的影响。唯一的影响可能是,夜空会失去一颗明亮的星星。

标签: 地球