离地球最近的超新星，参宿四异常变亮，会是这颗红超巨星爆发的前兆吗

SF中文
2023-06-17 18:18

参宿四可能是天空中行为最古怪的恒星之一。它在前几年其亮度突然大幅度变暗，而在最近，它又奇怪地变亮了起来。它的行为为何如此奇怪？难道说它可能很快就会爆发成超新星？如果真的发生的话，这颗恒星将变得像满月一样明亮。那么，我们真的可以期待一下该天文奇观的发生吗？

文 | 陈强

参宿四是冬季夜空中最醒目的恒星之一，它是猎户座左肩的一个闪闪发光的红色亮点，距离地球约 650 光年。参宿四是肉眼可见的最大恒星之一，如果把它放到太阳系的中心，那么它的表面将会延伸到小行星带之外，水星、金星、地球和火星轨道内的一切都将被它吞噬。

参宿四是一颗红超巨星，这意味着它已经燃烧掉了核心内所有氢燃料，并且比原来膨胀了数百倍。现在，它在核心内部正在将氦融合成碳和氧。一般来说，红超巨星的阶段都很短暂，持续的时间总共只有数十万至数百万年，随后恒星将在超新星爆发中消亡。也就是说，参宿四正处于它的暮年。

通常情况下，参宿四是夜空中第 10 亮的恒星。然而，自从今年 4 月初起，这颗恒星已经在排行榜上攀升到了第 7 名，目前的亮度比平时高出近 50%。这不免让人有点兴奋，难道它很快就会爆发成超新星吗？

参宿四如果爆发会怎样？

在氦被消耗完之后，红超巨星将通过燃烧碳和氧生成氖和镁，然后再把它们燃烧成硅，来维持自身的存在。最终，恒星的核心将充满了铁。然而铁的核聚变会吸取能量，而不是释放能量。此时，恒星的核心将不再能够从进一步的聚变反应中获得能量，导致恒星在自身引力的作用下坍缩，并将自己炸成碎片。此时，恒星就成为了一颗超新星。

如果参宿四真的即将发生爆发，这将是 400 多年来离我们最近的超新星爆发。当它变为超新星时，第一个先兆将是悄无声息的：在恒星坍缩过程中释放出大量幽灵般的中微子，它们会突然席卷地球，照亮全球各地的探测器。

接着，高能光子就会从密集膨胀的恒星碎片云中钻出来。当光子抵达地球后，我们将会看到参宿四变得非常明亮，甚至能达到满月的亮度，而且都集中在一个光点上。足够亮，以至于你在白天也可以看见它。而在晚上，参宿四的光线能在地面上投下轮廓鲜明的影子。

这一天文奇观会持续大约几周的时间。而且幸运的是，虽然参宿四离地球比较近，但它变为超新星对我们来说不会带来任何危害。天文学家认为，只有在距离地球约 160 光年的范围内的超新星爆发，才有可能对我们产生危害。

原来是参宿四的“大变暗”导致的？

然而，天文学家却给这个可能“泼了冷水”。他们认为，参宿四近期不会变为超新星，而最近变亮的原因，是与 2019 年末发生的“大变暗”事件有关。

天文学家早就知道，参宿四是一颗变星，也就是说它会周期性地变亮和变暗。事实上，澳大利亚原著居民早在一千多年前就注意到了这个现象。在最近的 100 多年里，天文学家观察到，参宿四大约每 400 天变亮一次，然后下降到峰值亮度的一半左右，然后再次变亮。

在 2019 年底至 2020 年初，这颗恒星却变得比以往任何时候都要暗，比它通常最暗的亮度低了约 2.5 倍。该事件被称之为“大变暗”。天文学家认为，这是因为恒星喷出了大量物质，产生了巨大的尘埃云，随后遮挡了恒星自身的光芒。

尘埃云散去后，参宿四就恢复到它通常的亮度。但自从“大变暗”以来，这颗恒星就不像以前那样了。它的亮度变化周期变得比以前更短，大约为 200 天，而且最重要的是，这颗恒星在最近变得比以前更为明亮。

天文学家认为，参宿四从内部喷出的物质，使得恒星的外壳和内部彼此朝相反的方向移动，这种变化可能导致了恒星的亮度变化周期缩短。而且，恒星表面上应该会出现大量的等离子体湍流，这可以解释为什么这颗恒星变得比以前更亮。

也就是说，参宿四的表面现在处于一种不稳定状态，天文学家认为，参宿四将在未来 5 到 10 年内会恢复到通常的状态。

事实上，每隔几个世纪，参宿四就会喷出大量的物质，随之而来的是“大变暗”。但这一切并不意味着这颗恒星即将爆发。

参宿四到底何时会爆发？

参宿四离我们距离较近，借助天文望远镜，天文学家可以很好地观测到参宿四外层发生的事情。虽然无法直接观测到恒星核心内到底发生了什么，但根据观测到的数据，天文学家推测出，参宿四仍处于将氦聚变成碳和氧的早期阶段。

此外，天文学家还可以通过研究其他的红超巨星来分析参宿四。例如，一颗被称为“大犬座 VY”的红超巨星，距离地球约 3900 光年，被认为比参宿四更接近它的死亡时刻。但与变亮的参宿四不同，这颗恒星在过去的 100 年里一直在变暗。一百多年前，大犬座 VY 是肉眼可见的，但它已经释放了太多的物质，我们现在只能在红外线中看到它。当恒星接近超新星爆发时，我们预计会看到这种大量物质的排出。大犬座 VY 已经损失掉了大约 60% 的原始质量，而参宿四仍然有 95% 的原始物质。

此外，根据历史记录，参宿四在远古时代被描述为一颗黄色的恒星，直到 2000 多年前，人们才开始把它描述为红色。这表明参宿四还处于红超巨星的早期阶段。

目前，天文学家大都认为，参宿四预计将在未来 1 万到 10 万年的某个时候爆发。这意味着，今天活着的人几乎不可能看到参宿四的爆发了。

而在接下来的几个月里，参宿四将无法被观测到，因为它离太阳太近了。天文学家将不得不等到夏末才能继续对它进行观测。如果到了 9 月，参宿四仍然像现在一样明亮，或者更亮，那么我们就应该开始思考它到底怎么了。

参考文献：

https://www.space.com/is-betelgeuse-going-supernova

广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考，IT之家所有文章均包含本声明。