红超巨星参宿四正在变得异常明亮,它会变成超新星吗?

火星漫游2040 2023-06-02 23:38:29

参宿四是夜空中最具标志性和辨识度最高的恒星之一,多年来,天文学家和天文观测者一直在猜测它的命运,根据追踪这颗恒星行为的 Twitter 账户Betelgeuse Status 的数据,自 4 月初以来,这颗恒星视星等已经攀升至全天空第七位,目前的亮度超过其“正常”亮度的 142%。最近的观察结果加剧有关它的争论:这颗红超巨星是否处于超新星的边缘?

参宿四大变暗事件

参宿四位于猎户座,距地球约 642.5 光年,自 2019 年以来,由于其反复无常的变暗和变亮行为,一直吸引着科学家。这颗大质量恒星的质量大约是太阳的 20 倍,已达到其生命周期的关键阶段,导致研究人员怀疑它是否即将爆炸成超新星。

2019 年末,这颗恒星的亮度急剧下降,损失了其通常光度的三分之二左右。这种史无前例的变暗事件被称为“大变暗”,令天文学家感到困惑,并引发了参宿四可能即将结束的猜测。然而,到 2020 年初,这颗恒星似乎恢复了正常的亮度,这让科学家们摸不着头脑。

最近的研究为参宿四的行为提供了一些解释。一种可能性是,这颗恒星喷出了大量尘埃云,暂时遮挡了它的光芒。另一种理论认为,恒星的外层经历了一次显著的冷却事件,导致变暗。虽然这些解释可以解释观察到的变化,但它们并不一定意味着参宿四即将成为超新星。

恒星燃烧生命的过程

关于参宿四大变暗研究的主要作者,哈佛大学理论天体物理学博士后研究员摩根麦克劳德表示,“我们最好的模型表明,参宿四正处于将核心中的氦气转化为碳和氧的阶段,距离爆炸还有数万年甚至十万年。”麦克劳德解释说,当恒星的氢耗尽并开始在其核心融合氦时,它的正常生命就结束了,而它作为红巨星的扩展生命会持续到氦燃烧阶段之后。随着氦气的消失,这颗恒星将通过将碳和氧燃烧成氖和镁,然后将它们燃烧成硅来维持自身。最终,恒星的核心充满了铁,那才是烟花开始的时候。

恒星死亡的时间表

虽然恒星生命的氢燃烧阶段可以持续数十亿年,但随后的每个阶段都越来越短。“氦气燃烧阶段长达数十万年,”巴黎天文台空间研究和仪器实验室的博士后研究员Montargès表示,“然后你会看到下一阶段持续 10,000 年,然后是数千年,然后是一个世纪,最后一个阶段只是在爆炸前的几天和几小时。”

与麦克劳德一样,Montargès 认为参宿四还有数千年的寿命,并且对最近意外的变亮并不关心。他说,事实上这颗恒星以前一直这么亮,尽管时间很短。“如果我们将当前的变亮与大变暗进行比较,它真的可以忽略不计,”Montargès 说。“在大变暗期间,星等 [衡量恒星亮度的对数,与可见光亮度成反比] 从 0.8 下降到 1.75。另一方面,通常的峰值亮度约为 0.3,现在我们仅为 0.1 左右。”

如果参宿四即将变成超新星,我们会知道吗?

如果参宿四变成超新星,它将在数周甚至数月内成为夜空中最亮的天体之一,其亮度超过金星,可与满月媲美。虽然确切的时间线仍不确定,但预计参宿四将在未来 10 万年内变成超新星——从宇宙的角度来看只是一眨眼的功夫。当它这样做时爆炸后,会留下一颗中子星,甚至可能是一个黑洞,这取决于它的最终质量(目前还无法准确测量这颗红巨星的质量)。

虽然参宿四的最终命运仍然是一个科学争论的问题,但它神秘的行为将继续吸引天文学家和观星者的注意。 你如何看待参宿四近期亮度不可预测的行为?你认为这是超新星即将爆发的征兆,还是有其他解释?分享您的想法在评论区评论。

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