【宇宙科普】獵戶座肩膀亮星半年內兩次變暗或引發爆炸!科學家:地球仍然安全

天空之城 2020/10/23 檢舉 我要评论

獵戶座是夜空中一個非常容易識別的星座,獵戶座的腰上有三顆亮星,最亮星為參宿七,位於腿部,肩上的第二亮星為參宿四,這是一顆紅超巨星,即將進入超新星爆發階段。參宿四從2019年11月開始突然變暗,與1480光年外的塔比星相似,出現了週期性變暗的情況。在過去半年內,參宿四出現了兩次變暗,在2020年2月10日,達到最低點,亮度僅為平均值的37%,也就是說獵戶座肩膀上那顆恒星變暗了。

圖片解讀:參宿四的觀測圖像,這是除了太陽之外,哈勃望遠鏡唯一可以分辨出恒星表面對流的大質量恒星。

圖片解讀:獵戶座肩上的第二亮星為參宿四,這是一顆紅超巨星,處於生涯末期,進入超新星爆發前奏

在5月底,參宿四又開始變亮了一些。參宿四的變暗機制目前不太明朗,科學家猜測參宿四可能要形成超新星爆發。事實上這個說法也是對的,參宿四是一顆紅超巨星,註定要在一次超新星爆炸中結束生命。如果形成爆發,可形成II型超新星,這可能是距離我們比較近的一顆超新星了。週期性變暗的特徵是超新星爆發前奏,考慮到參宿四距離我們有700多光年的距離,因此變暗的真實時間位於西元1300年左右,相當於元朝時期。如果現在參宿四爆發形成超新星,我們也需要700多年之後才能觀測到它發出的光。關於參宿四與我們的距離,一些研究指出參宿四距離我們只有530多光年,比預期的距離近25%。

參宿四變暗的機制除了超新星爆發前奏猜想之外,還有一種解釋:有一個巨大的塵埃雲遮擋了參宿四的表面,導致其亮度只有平均值的37%。這個說法得到哈勃望遠鏡觀測資料的支援,哈勃望遠鏡在2019年9月、10月和11月對參宿四進行了連續觀測,發現其稠密的高溫物質在恒星大氣中移動,12月的時候多個地面望遠鏡就發現參宿四南半球的亮度下降。

圖片解讀:參宿四噴發出的物質,巨大的塵埃雲遮擋了參宿四的表面,導致其亮度只有平均值的37%

圖片解讀:參宿四如果放在太陽系中,木星軌道都會被吞併

分析認為,這些稠密的高溫物質在恒星東南方向一個密集而炎熱的區域向外移動,有物質離開了恒星表面,並從恒星大氣中沖出,由此形成的高緻密物質讓參宿四變暗了。大約一個月後,隨著參宿四進一步變暗,參宿四的南部也更暗一些,這說明稠密的高溫物質形成了雲狀暗色物質,把參宿四盤面遮擋了一部分。

從參宿四表面沖出的稠密高溫物質讓參宿四損失了一些質量,這個機制對宇宙中生命誕生是非常有幫助的,因為噴發的物質中有一部分碳元素,還有更重的元素。碳等元素釋放到宇宙中,作為新一代恒星的基礎物質,同時碳元素還是生命誕生的基石。參宿四噴發的稠密高溫物質是恒星脈動週期所驅動,恒星在脈動過程中物質會從內部上升到表面之後,再下降。該過程伴隨著恒星膨脹,等離子體穿過參宿四的大氣層,在2019年11月,哈勃觀測到從恒星表面進入外層大氣的物質速度達到了每小時32萬公里,紫外波段探測到的溫度達到1.1萬攝氏度,這說明參宿四表面正在發生複雜的變化,對流單元加熱了參宿四表面部分區域。

圖片解讀:參宿四超新星爆發的想像圖

參宿四正在進入一個420天週期的膨脹、收縮過程中,期間會出現變亮、變暗的現象,哈勃望遠鏡正在監測恒星外部大氣的變化。由於參宿四距離我們比較近,只有數百光年,且體積非常大,可達到木星軌道的半徑,哈勃望遠鏡已經能夠分辨出其表面變化,這是除了太陽之外,哈勃望遠鏡唯一可以分辨出恒星表面對流的大質量恒星。

由於參宿四距離我們近數百光年,一些人擔心參宿四進入超新星爆發會危及地球安全,其實不會,數百光年的距離可以讓超新星爆發的衝擊波、輻射削減到安全值以下。即便參宿四爆發形成II型超新星,地球也是安全的。

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