10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

如果你在一个晴朗的冬夜仰望星空,你将会看到整个猎户座,它的形状大概就是一只手拿着盾牌,另一只手伸向天空。一个名为参宿四的亮红色小点在猎户座的肩膀上,这颗恒星奇特的暗调吸引了数千年来的天文爱好者。

而现在,天文学家了解到参宿四的亮度变化是因为它是一颗垂死的红色超巨星,直径是太阳的700倍。总有一天,这颗恒星会爆炸成超新星,在永远从我们的夜空中消失之前,它会给人类带来一场天体秀。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

最终的爆炸解释了为什么当参宿四在2019年开始急剧变暗时,天文学家们却很兴奋。原本亮度为第11位的恒星其亮度却下降了原亮度的2.5倍。参宿四是否已经走到了生命的尽头?虽然不太可能,但超新星出现在地球天空的想法引起了公众的注意。

现在,新的模拟给了天文学家一个更精确的概念,即当参宿四最终在未来10万年的某个时候爆炸时,人类将会看到什么。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

人类从地球上看到的红色超新星

在所有关于参宿四超新星在地球上被观看到是什么样子的猜测中,天文学家们表示,超新星爆炸的结果仍然存在不确定性,但他们能够利用超新星1987A期间的观测来提高准确性。超新星1987A是几个世纪以来已知的最接近爆炸的恒星。

地球上的生命将不会受到伤害。但这并不意味着它会被忽视。天文学家发现,当参宿四爆炸时,它会在三个多月的时间里发出与半月一样亮的光,比满月暗九倍。所有这些光亮都会集中在一点上,所以,它将是天空中这个令人难以置信的强烈的灯塔,在晚上投射阴影,你可以在白天看到。全世界的人都会对此感到好奇,因为这是不可避免的。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

一股几乎和我们的太阳系一样大的气柱从参宿四的表面喷发出来。

在大约一年的时间里,人类可以在白天的天空中看到超新星。当超新星爆炸的余波变暗的时候,人们可以在晚上用肉眼观察好几年当它完全消失的时候,猎户座将失去它的“左肩”。

参宿四这一红色超新星的恒星爆炸秀

没有必要担心恒星爆炸。超新星必须发生在离地球非常近的地方,这样辐射才会危害生命,根据一些估计,可能只有几十光年。参宿四就在这个范围之外,最近的研究表明它距离地球大约724光年,远远超出了危险区域。

但超新星仍可能以某些令人惊讶的方式影响地球。例如,天文学家指出,许多动物利用月球导航,却对人造光感到困惑。再增加一个和月亮一样亮的物体可能会造成破坏,而且野生动物会受到干扰,具有讽刺意味的是,这样的光亮会导致天文学家们自己的日子也不好过。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

(上图表示天文学家使用了一个名为MESA+STELLA的软件程序来模拟人类在参宿四爆炸时可能会看到什么。它们还包括在超新星1987A期间收集的观测结果,超新星1987A在大麦哲伦星云中爆炸)

当月亮很亮的时候,天文观测已经很困难了。即使是研究参宿四也是一个独特的挑战。明亮的光会淹没他们的仪器。我们不能用大多数地面望远镜来观测它,也不能用太空望远镜,比如雨燕或哈勃太空望远镜。相反,他们将不得不修改他们的望远镜来收集更少的光。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

(这张对比图显示了参宿四前所未有的黯淡之前和之后的情况。2019年1月和2019年12月,ESO超大望远镜上的球体仪器进行的观测显示,这颗恒星已经褪色了多少,其表面形状发生了怎样的变化)

天文学家说,如果参宿四确实在我们有生之年不顾一切地爆炸,将会有大量的警告。地球上的仪器会提前一天开始探测由爆炸产生的中微子或引力波。想象一下,世界上有相当一部分人熬夜凝视着参宿四,等待着灯光秀的开始,当它开始时,整个星球都会欢呼雀跃。

人类试图去捕捉一颗垂死的恒星

对科学家来说,参宿四不爆炸才是最有趣,因为它又大又亮,所以比较容易观测研究。从天文学家的角度来看,爆炸却是很有趣得事情,因为我们可以非常近距离地研究一颗接近生命终点的恒星,并且研究处在参宿四的内部结构中的一些迷人的物理现象。

他们对目前正在发生的事情的最佳猜测来自于天文学家对这颗恒星以及其他类似恒星的已知情况。这项研究表明,参宿四的亮度变化可能有多种原因。一些天文学家甚至怀疑几种不同的调光机制同时发生作用。

10万年后参宿四将爆炸,如果那时候人类依然存在,将会看到什么?

这幅拼贴图将猎户座(左)放大到参宿四(最右)最清晰的图像之一。

当它们的核燃料快用完的时候,红色的超级巨星开始膨胀,形成越来越多的气体和尘埃。当这个包膜变大时,恒星的亮度就会增加。但这并不是像参宿四这样的恒星能够变暗变亮的唯一方式。红巨星的表面也有巨大的对流细胞,就像我们的太阳上的那些大得多的对流细胞在那里,湍流使热物质从恒星内部升起。一旦它到达表面,部分物质就会像一个巨大的放射性喷涌物一样猛烈地喷发到太空中,而这种喷涌物可以暂时改变它的亮度。

参宿四的变暗甚至可能是它即将爆炸的证据。当一颗垂死恒星的表面喷发出物质时,它通常会发生碰撞,这使得它更亮。然而,有可能是某些物质掩盖了恒星,使它变暗。不管根本原因是什么,这种奇怪的行为最终会为我们了解红巨星的消亡提供新的视角。而人类却走在研究的前列,参宿四为天文学家提供了一个绝佳的环境来研究它爆炸前最后阶段的核燃烧。


分享到:


相關文章: