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猎户座红巨星参宿四亮度达近年来的新低点 是否即将爆发?

一颗流星划过地平在线空的猎户座。 明亮的红巨星参宿四(左)就位在这个著名的星座之中。 PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NAT GEO

一颗流星划过地平在线空的猎户座。 明亮的红巨星参宿四(左)就位在这个著名的星座之中。 PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NAT GEO IMAGE COLLECTION

智利阿塔卡玛大型毫米及次毫米波数组(ALMA)天文台所拍摄的参宿四影像。 IMAGE BY ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P

智利阿塔卡玛大型毫米及次毫米波数组(ALMA)天文台所拍摄的参宿四影像。 IMAGE BY ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P. KERVELLA

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:NADIA DRAKE 编译:邱彦纶):红巨星参宿四(Betelgeuse)的亮度达近年来的新低点,这让许多人猜测这颗恒星是否即将爆发? 就让我们来一探究竟!

猎户座(Orion)是夜空中最容易辨认的星座之一,在全世界各地都能见到他的踪影。 不过,如果你最近看到猎户座,而且觉得有什么不对劲──那你的感觉是并没有错:猎户座右肩上的红巨星参宿四,达到了近一个世纪以来的最低亮度。

在一般的状况下,参宿四在全天恒星的亮度可以排进前十名。 然而,据维拉诺瓦大学(Villanova University)爱德华. 古南(Edward Guinan)在天文学家电报(Astronomer’s Telegram)网站上的报导,这颗红巨星从去年10月开始变暗,到了12月中旬,亮度甚至已经减弱到未能跻身全天恒星亮度的前20名。

他表示:「由于参宿四变得相当暗淡,现在猎户座的轮廓已经明显不同了。 」

确切地说,对于像参宿四这样的恒星,光是发生亮度变暗的现象并不奇怪。 参宿四是一颗变星(variable star),科学家好几十年来都在研究它的亮度变化。 然而,天空中最显著的亮星如此明显变暗的确非比寻常,这也引发科学家思考,可能会有更让人兴奋的事情发生:参宿四可能会爆炸并迈向死亡,短暂地发出比满月还要明亮的光芒,最后永远地从天空中消失无踪。

像参宿四这样的巨大红色恒星生命相当短暂,在它死亡时会发生称为「超新星」(supernova)的剧烈爆发,在非常遥远的距离之外都能看到爆炸所产生的亮光。 因此,虽然参宿四是一颗相对年轻的恒星,只有约850万年的年龄,但天文学家知道它已经接近生命的尽头。

「现在最大的问题,是它什么时候会爆发形成超新星,」加州大学伯克莱分校(UC Berkeley)研究参宿四和恒星爆发的色拉菲娜. 南斯(Sarafina Nance)在推特(Twitter)上发文表示,「先声明:我不认为它很快就会爆发,」她在接受国家地理(National Geographic)采访时补充道,「但如果参宿四真的爆发了,我会很兴奋。 」

我们对参宿四了解多少?

这颗超巨星的正式名称「Betelgeuse」 来自一个误译的阿拉伯名称,意为「猎户座的手」(yad al-jauza)。 很多人把这颗星名念做提姆. 波顿(Tim Burton)1988年的电影《阴阳大法师》(Beetlejuice)中的同名角色「甲虫汁大师」(Beetlejuice)。 这颗恒星也被称为猎户座α星,星座中的α星通常代表星座中最亮的恒星,不过实际上猎户座左脚的参宿七要比参宿四来得更为明亮。

参宿四非常庞大,重量达太阳的20倍。 如果把太阳替换成参宿四,这颗红色恒星的范围会吞噬水星、金星、地球、火星、小行星带、几艘宇宙飞船,甚至可能还包括了木星,而土星则会突然变得非常温暖。

参宿四距离我们的太阳系约有600光年远,以宇宙的尺度来说算是相对接近。 因此,当这颗恒星爆炸时,至少会有好几个月的时间,亮度足以在地球的黑夜照出阴影,甚至是在白昼也能看见。 然后,这颗恒星将从我们的天空中彻底变暗消失。

如果参宿四爆炸,会对我们造成什么影响呢?

来说不会造成任何影响。 虽然参宿四的距离以天文学尺度算是相当接近,但离恒星爆炸要能影响地球上生命的距离还差很多。 根据天文学家的计算,冲击波和四散的低温残骸大约需要600万年的时间才会抵达太阳系。 即使这样,太阳的保护泡也会让我们免受飞溅碎片的伤害。

相反地,一旦天文学家发现参宿四即将形成超新星爆发,你应该要尽快找到一片晴朗的北方天空,欣赏这个壮观的天文奇景。

「那一定会非常酷! 」南斯表示,「这无疑会成为我一生中所遭遇最不可思议的事情! 」

那么,真的会发生爆炸吗?

这是最大的奥秘,也是为什么这颗恒星目前的状态让人充满兴趣的原因之一。 科学家猜测,亮度的急剧下降可能是恒星死亡的预兆。

南斯表示:「当大质量恒星迈向生命尽头时,会经历疯狂而剧烈的质量损失。 」理论上来说,所有喷发出的尘埃会覆盖住这颗接近死亡的恒星,而使亮度变暗,因此会让恒星在发生超新星爆炸之前,看起来变得非常暗淡。 然而实际上,我们还不能确定恒星是否会在爆炸前达到最暗的亮度——毕竟没有人能在恒星死亡之前、之中和之后对它进行深入的研究。

但参宿四变暗不是很正常吗?

是的。 参宿四被归类为半规则变星(semiregular variable star),也就是说它的亮度变化是半规则的。 数千年前,澳洲的原住民就发现这颗恒星的亮度会发生变化,英国天文学家约翰. 赫歇尔(John Herschel)在1836年也记录下这个现象。

最近,美国变星观测者协会(American Association of Variable Star Observers)一直在收集参宿四亮度变化的观测结果。 数十年来的亮度观测数据显示,参宿四的亮度变化是有周期性的,其中一个显著的周期约为六年左右,另一个周期为则约为425天。

古南表示:「严格来说,这颗恒星的亮度变化并不是完全的周期性,且亮度的变化幅度也会随着不同周期而变化。 」同时他也指出,参宿四目前的亮度是自约一世纪前开始有更精确监测数据以来的最低值,史上第二暗的观测值则可以追溯到1920年代中期。

目前我们仍不清楚这颗恒星发生准周期变化的原因。 古南和其他人表示,像参宿四这样的超巨星表面充满斑点,有大量不断收缩和膨胀的对流胞,导致超巨星变暗和变亮,但这并不代表全部的状况。

「参宿四的影像显示表面有明亮和黑暗的特征,而且有时并不对称,」古南说,「这颗恒星既膨胀又不稳定,还会产生脉动。 」

古南怀疑参宿四的亮度现在已经明显地变暗了,因为它的两个周期正处于最低亮度的重合期。 从本质上来说,这颗恒星不管是在六年的周期和425天的周期中,都正在接近亮度的最低值,这两个周期的最小值重合,让这颗恒星的正常波动显得更为严重。 古南查阅了先前25年的数据,怀疑这颗恒星的亮度在逐渐恢复之前,还会持续变暗好几个星期。

不过,他说,「如果参宿四继续变暗,那么一切都变得不确定了。 」

我们还要等多久,才能看到参宿四爆炸?

最近的研究显示,这颗恒星最有可能在未来的100万年内爆炸,也可能在10万年后。 也许...... 参宿四已经爆炸了,但我们还没有看到。

这颗恒星发出的光,需要花600年的时间才能抵达地球,这代表我们实际上看到的是600年前的参宿四。 如果我们即将看到参宿四在天空中爆炸,这表示这颗恒星实际上是在欧洲中世纪(Middle Ages)的某个时间点爆炸的,而爆炸发出的光才刚要抵达地球。

不管怎样,科学家都对监测参宿四感到相当兴奋,他们想知道这颗恒星还有什么惊喜等着他们。

「事实上,无论爆炸何时发生,要能在爆炸前进行这么深入的研究是很难得的,」南斯表示,「这样一来,我们就能够知道恒星爆炸前的状况会有多么酷炫又有趣了! 」




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