参宿四即将爆发?地球夜空或亮如黄昏,时间会持续半年!

星空承载梦想 2025-03-01 09:18:54
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在浩瀚的宇宙中,存在很多天体,有恒星、小行星、彗星、行星、白矮星、黑洞等等,在众多天体当中,恒星是最重要的天体之一,它是由引力凝聚在一起的等离子体球,能够通过核聚变产生能量并且发光,一般主要成分由氢和氦组成,氢占百分之71,氦占百分之27,其它重元素比如说碳、氮、氧等仅占到百分之2,恒星内部温度很高,物质处于等离子态,即原子被电离,电子和离子自由运动,恒星的核心通过氢聚变为氦的核聚变反应产生能量,这是恒星发光发热的能量来源,比如说太阳每秒钟大约有6亿吨氢聚变成氦,在宇宙中恒星的数量多的数不过来,在银河系中,大约存在1000亿到4000亿颗恒星。

根据科学家的研究发现,在猎户座左肩上面,有一颗恒星,这颗恒星被称为是参宿四,它是一个随时可能会爆发的红超巨星,红超巨星是恒星演化后期的一种大质量恒星,半径能够达到太阳的数百年甚至上千倍,如果将红超巨星放在太阳的位置,其表面可能会延伸到木星轨道甚至更远,这种恒星的表面温度较低,一般在3500K到5000K之间,和其他恒星相比显得更冷,这使得它们呈现红色,也是被成为红超巨星的原因。红超巨星由大质量的星云物质坍缩形成,初始质量一般在10到30倍太阳质量以上,在形成初期,恒星主要以氢聚变产生能量,处于主序星阶段。

当核心的氢燃料消耗殆尽以后,核心会收缩并且升温,引发壳层氢燃烧和核聚变,恒星的外层物质会膨胀,恒星体积急剧增大,温度降低从而演化成红超巨星。在北宋时期就有过一次超新星爆发,比较著名的是1054年的天关客星,《宋史·天文志》记载“至和元年五月己丑,出天关东南可数寸,岁余稍没”,即1054年7月4日。《宋会要》也有相关记录,当时守将作监致仕杨维德称客星上微有光彩,黄色。据记载,该星白天可见达23天,夜晚可见持续一年十个月。这颗超新星亮度极高,在白天也能够看见,光芒四射,星光呈现红白色,据研究可能是Ⅱ型超新星。

不过这次科学家观测到的参宿四可比它大多了,如果从体积上来看,它和太阳互换位置,四颗类地行星将会被吞噬,木星将成为离他最近的行星,虽然它的质量只有太阳的20多倍,但是在接下来的几十万年内,它将会耗尽所有核聚变的燃烧,最终以超新星的形式爆炸,释放的能量将会是过去的几百万年之和,在2019年到2020年的时候,科学家发现参宿四亮度出现异常变暗,虽然后来恢复正常,但是这一现象表面其内部可能出现了不稳定的因素,如果仙女座星系中有外星文明观测银河系,那么它们会看到猎户座旋臂上的一个亮点,而这个亮点发出的光需要640年才能够到达地球。这意味着参宿四已经爆炸了。

参宿四爆炸以后对地球还是有一定影响的,在爆炸以后它的光学亮度会大幅增加7000倍,亮度大约是为金星的40倍,峰值亮度持续几分钟后回落到比之前亮5倍左右,大约1小时后亮度超过所有恒星和行星,3天后达到半月亮度,10天左右达到最亮,比满月还亮,之后逐渐变暗,在数周甚至数月的时间里,地球上的夜晚会变得非常明亮,甚至可以在户外进行阅读等活动,而且爆炸产生的强光会在一段时间内影响地球上的天文观测,使得天文学家难以对其他天体进行准确观测和研究。不过参宿四爆炸以后,光信号传播到地球也需要640年的时间,如果说我们下一秒看到参宿四爆炸的光辉,那么就意味着它是在640年前的明朝就已经爆炸了。

目前哈勃望远镜和韦伯望远镜,每隔一段时间都会观测一遍参宿四,记录它的亮度变化,近年来科学家发现它频繁的变暗再变亮,这意味着它进入了演化的末期,内部非常不稳定,有可能下一秒就会爆发,超新星爆发之后还会产生强烈的辐射,参宿四爆炸瞬间会产生大量的中微子,且会率先抵达地球,但是中微子几乎不和物质发生相互作用,会径直穿过地球和人体,甚至不会到地球和人类造成伤害,爆炸会产生强烈的可见光和紫外线辐射,不过好消息是它距离地球非常遥远,640光年的距离足以稀释它的辐射强度。最后到达地球的只剩下可见光了,如果说它距离地球只有6光年的话,那么强烈的辐射能够将冥王星上面的冰川融化。

人类所有的探测器都会在辐射风暴中被破坏,地球上所有的生命都将会变成消毒灯下面的细菌,科学家认为,像参宿四这样的恒星爆炸以后可能会变成中子星或者是黑洞,恒星作为宇宙中非常特殊的天体,其死亡方式和质量有很大的关系,不同质量的恒星在耗尽燃料之后,会经历不同的演化之路,最终形成不同质量的天体。一般来说质量小于8倍太阳质量的恒星,在氦耗尽会膨胀为红巨星,核心的氦聚变为碳氧核心,外层物质被抛射形成行星状星云,留下致密的碳氧白矮星,再经过漫长时间以后,它们会逐渐变成黑矮星。质量超过20M的恒星经历多层核聚变,形成洋葱状结构,铁核形成时核聚变停止,核心在毫秒级坍缩。

当坍缩质量超过奥本海默极限时形成黑洞,其事件视界半径由史瓦西公式R=2GM/c²决定。未能达到此质量则形成中子星,密度达原子核级别(10¹⁷ kg/m³),表面磁场强度达10⁸-10¹⁵高斯。如果说恒星的质量在8-20M恒星会形成中子星,不过在宇宙中大部分恒星的质量都是比较小的,所以白矮星的数量非常多,银河系中百分之97的恒星都是白矮星,中子星的数量大约是10⁸-10⁹颗,其实恒星死亡是物质循环的终点,也是新生的起点,白矮星结晶化需要10¹⁵-10²⁰年,最终通过质子衰变消散。而黑洞通过霍金辐射缓慢蒸发,10⁶⁷年尺度上完全消失。这些过程共同编织着宇宙的物质演化史诗,每颗恒星的死亡都在重塑星系的化学组成,为新一代恒星和行星系统的诞生奠定基础。

我们的太阳系其实就是宇宙中第二代恒星,是从上一代死亡以后得恒星当中诞生的,根据科学家的研究我们能够知道,宇宙大爆炸最初主要产生了氢、氦以及少量锂元素,而太阳系中存在大量比铁重的元素,这些元素很难在常规恒星核聚变中产生,只有在大质量恒星生命末期的超新星爆发等剧烈事件中,才会通过中子星俘获等过程合成,所以太阳系中丰富的重元素表明它的物质来源曾经经历过超新星爆发,也就是上一代死亡恒星。太阳系的形成始于原始星云的引力坍缩,在原始星云中存在大量的尘埃和气体,通过对附近星云的观测, 发现其中有很多来自死亡恒星的物质,比如说被抛射到星际空间中的重元素和复杂分子。

科学家通过检测一些星云的同位素,发现太阳系中有超新星爆发所产生的同位素,这暗示着这些星云和死亡恒星之间是有联系的,太阳系中的一些陨石含有短寿命的放射性同位素,如铝-26。铝-26的半衰期相对较短,只有约71.7万年,它在太阳系形成初期应该大量存在,才能在陨石中留下痕迹。而铝-26等短寿命放射性同位素通常是在超新星爆发等剧烈天体物理过程中产生的。这说明在太阳系形成时,周围环境中有超新星爆发产生的物质注入,为太阳系的形成提供了“种子”物质。从恒星演化的整体过程来看,太阳系作为一个包含多种重元素的行星系统,很可能是在上一代恒星死亡后的物质基础上形成的。

不过现在人类对于太阳系的了解来说还不算很多,太阳系早期可能隐藏着很多我们不知道的奥秘,如果人类能够解开太阳系起源的奥秘,或许就能够解开宇宙起源的奥秘,它们之间一定有相似之处,人类作为地球上最有智慧的生命,从人类诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,经过几千年的时间,人类现在已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,但是想要解开太阳系中全部的奥秘,现在人类的科技水平还无法实现,不过小编认为,人类解开宇宙中更多的奥秘,只是时间问题,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的发展,人类一定能够解开宇宙中更多的奥秘,希望这一天能够早日到来,对此,大家有什么想说的吗?

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本人爱好天文,擅长写科学领域的文章