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在浩瀚的银河系中，平均50年就会发生一次超新星爆发事件。如果这颗恒星离我们足够近，并且足够亮，当它爆炸的时候，或许我们在白天都能看到。  公元1054年，我国宋朝有幸曾记录到一次超新星爆发事件 那么超新星爆发对地球会不会产生不好的影响呢？会的，超新星爆发会释放出大量的宇宙射线，而其中的伽马射线对地球会造成很大的影响。 本文的主角是一颗名为参宿四的星球。这是一颗怎样的恒星？目前参宿四处于什么样的状态呢？超新星爆发需要经历什么样的过程？参宿四爆炸会对地球产生影响吗？接下来我们就来了解一下，比太阳还大7亿倍的参宿四有多危险？什么时候会爆炸？科学家对此计算出了爆炸时间。  超新星爆发示意图 参宿四冬季的猎户座可以说是天空中最靓丽的一道风景线，而这颗位于猎户座肩膀的红色恒星，是从地球上看，天空中第十亮（有时也会成为第九亮）的星星。  图中红色的星——猎户座的参宿四 在猎户座中，参宿四的占地面积尤其突出，虽然它没有其他几颗参宿星亮，但是并不妨碍它称为宇宙中已知体积最大的恒星之一。 关于参宿四的具体数据，科学家们一直没能准确计算，尤其是它的体积、半径、质量以及与地球的距离。  假如将它放在太阳系中间，它的半径可到达木星轨道附近
虽然我们在晚上能够轻易地看到它，但实际上它距离地球的距离十分遥远，科学家根据演化模型，得出参宿四与地球之间有640光年的距离。如果大家对这个距离没有概念，那你们可以想想太阳与地球的距离。 根据计算，从太阳到地球的距离约为1.496亿公里，如果换算为光年，那就是0.0000158光年。所以，参宿四对于我们来说已经十分遥远了。  参宿四和太阳的距离都非常遥远 科学家根据参宿四的相关数据，估算出其半径约为太阳的887-955倍，也就是说它的体积已经达到太阳的7-8.7亿倍，而其质量也可以达到太阳的16.5-19倍。 我们知道，一颗恒星的质量越大，那就意味着它的寿命消耗的会更加快速。因此即便根据观测和计算，参宿四的寿命可能只有1000万年，但实际上它已经步入晚年。  参宿四的超新星爆发猜想图
恒星不会一直存在于宇宙中，当它体内的能量消耗殆尽时，它就会消亡。而一些质量超过太阳五倍的恒星，就会成为红超巨星。燃烧到后期产生铁元素之前，恒星可以通过核聚变获得能量。 但是此时的恒星内部已经没有能量可以对抗重力，于是核心就会瞬间坍缩，发生超新星爆发。而后它的命运就会根据质量来决定它是成为宇宙的饕餮——黑洞，还是继续发光发热的中子星。  黑洞具有超强引力，光线都无法从它们的事件视界中逃逸 而此时的参宿四就处于红超巨星阶段，当它内部的元素燃尽时，也会发生超新星爆发。 参宿四的变化近年来，参宿四的一些变化引起了科学家的注意。据观测，从1993年到2008年，参宿四的体积一直在缩小，其半径已经比从前小了15%。急速缩小的体积，也就意味着它的重力在面临崩溃。 并且从2019年12月开始，参宿四开始逐渐变暗，这让不少科学家都认为它可能随时都要爆炸。直到2020年开头的几周，它的亮度已经降到了原本的36%，整整变暗了2/3的亮度，让科学家更是确信我们将看到一场持续几个月的超新星爆发现象。  参宿四的光度变化，周期变化不确定、忽亮忽暗 根据参宿四的质量和体积，若它发生超新星爆发，成为中子星和小质量黑洞的概率相当。而当它爆炸的时候，它的绝对星等可能会达到-17等，亮度可能是满月的三倍。 不过这颗参数四并没有科学家们想象的那么乖巧，它似乎只是跟我们开了个“关灯”的玩笑。因为到2020年3月的时候，它的亮度已经恢复如常。  2019~2020光变化曲线
科学家在《天体物理学杂志通讯》上发表了一项研究，表明这颗恒星的实际在过去十几年来，并没有什么变化。 而导致它的亮度变暗的原因，应该是我们的视线，被恒星以尘埃云的形式所脱落的物质挡住。  近年来变亮的参宿四的形态 科学家称，这种现象在红超巨星的生命周期中时常会发生，而这些脱落的物质会以尘埃的形式凝结在恒星的周围，并且吸收恒星的部分光线。所以我们才会在短短几个月的时间，观测到它“变暗”的现象。 参宿四会爆炸吗？那么参宿四到底会不会爆炸呢？作为一个已经接近寿命晚期的恒星，参宿四一定会发生爆炸。那它到底会在什么时间发生爆炸呢？科学家对此展开了研究。  一光年为9.4607×10^12千米 从发现参宿四在变暗之后，澳大利亚国立大学的天文学家梅里迪思·乔伊斯（Meridith Joyce）就带领团队展开了对参宿四的研究。 研究得出的结论是，参宿四发生超新星爆发的时间大约会在90万年以后。 超新星爆发的构想图 这个时间的结论，其实是根据恒星内部元素燃烧的时间得出来的。对于参宿四这样的大质量恒星，发生超新星爆炸一般就是以“核心坍缩”的形式出现。那么参宿四的内部元素已经燃烧到哪个阶段了呢？
我们先来了解一下大质量恒星内部元素的燃烧过程。 核心产生的光子突破物质来到光球层，是随机的前进方向 首先，恒星会在主序星阶段大量燃烧氢元素，这个过程持续的时间最长。此时恒星内部的温度可以达到1000万℃，将全部的氢元素燃烧完成大概会需要1000万年左右。 氢元素的然后会发生核聚变产生氦元素，此时的恒星内部已经开始坍缩，温度也会升高至2亿℃。随后氦元素的燃烧也开始了，这个过程会大约持续100万年左右。 氘氚核聚变示意图 氦元素核聚变产生的碳和氧，又会在10亿℃的高温下，继续燃烧发生核聚变，此时的时间已经缩短至大约1千年。 碳元素的燃烧会产生更多的重元素，比如氖元素、钠元素、镁元素和铝元素，此时燃烧它们的温度达到15亿℃，只需要燃烧3年左右。 超新星爆发形成的星云，图是不同波段下的蟹状星云图 上述元素在20亿摄氏度的高温下，会产生硅元素、硫元素、钙元素和氩气，此时的燃烧时间只有110天。 最后当这些元素燃烧完后，就会产生铁，这个过程只需要短短14天。但是铁原子核的聚变不会释放出能量。 发生了超新星爆发的船底座AG的2014年和2021年图像对比 当恒星内部的元素燃烧至此时，就会因为核心没有能量抵抗恒星自身的重力，使得核心迅速坍缩，这个速度可以达到光速的20%。 此时恒星内部的电子会在巨大的重力下，与原子核中的质子合成中子，随后这些密集的种子就会让恒星的核心拥有强大的“中子简并压”，如果外层的物质对这个致密的核心发起猛烈的冲击。 太阳每秒所释放的能量可以满足全人类25万年的能源需求 恒星的超新星爆发现象就会在此时发生，释放出大量的能量。
梅里迪思带领的团队通过参宿四的观测数据，对参宿四的演化进行模拟，然后根据流体动力学模型和恒星脉动模型等进行分析。 得出的结果显示，参宿四目前还处于燃烧氦元素的阶段，并且只燃烧了大约10万年的时间，也就是说还处于氦元素燃烧的早期。 等尘埃物质散去，参宿四的亮度就会回到正常水平 根据我们上面对大质量恒星燃烧元素的过程及所耗费的大致时间，就可以得出参宿四的爆炸大约还需要90万年的时间。
最开始我们也提到，超新星爆发释放的宇宙射线会对地球造成一定的危害，但是参宿四爆炸时产生的影响或许会比较小。 因为这颗恒星距离地球的距离并不近，虽然它的爆炸会形成离地球最近的一次超新星爆发事件，但是从它爆炸起，我们至少要等到640年之后才会受到影响。 超新星爆发后的1987A，在不同波段的遗迹时间演化图 而且由于参宿四的自转轴和太阳系方向差了30多度，在这样的情况下，其产生的伽马射线并不会对地球造成多大的危害。 |
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