危险的参宿四比太阳大7亿倍,随时有爆炸的可能?科学家给出时间

2025-01-02 09:58:25   阅客

在浩瀚的银河中,平均每隔50年就会出现一次超新星爆发。如果一颗恒星足够接近地球且亮度足够,当其爆发时,我们或许能在白天看见它。公元1054年,宋代曾有一次超新星爆发被记录在案。

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那么,超新星爆发会对地球产生负面影响吗?答案是肯定的。超新星爆发会释放大量宇宙射线,其中的伽马射线对地球有显著的影响。本文的主角是一颗名为参宿四的恒星。这是一颗怎样的恒星呢?当前参宿四处于哪种状态?超新星爆发的过程是怎样的?参宿四的爆炸会对地球产生何种影响?接下来,我们将探讨太阳体积的7亿倍大参宿四有多大的危险,以及科学家估算的爆炸时间。

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冬季的猎户座是夜空中的一道亮丽风景,其肩膀上那颗红色的恒星便是参宿四。它是地球上可见的第十大星(有时是第九亮)。参宿四在猎户座中的位置显著,尽管亮度不如其他几颗星,但这不妨碍其成为已知宇宙中体积最大的恒星之一。

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科学家们一直无法准确测定参宿四的具体数据,比如体积、半径、质量和距地球的距离。如果置于太阳系中心,其半径可能延伸至木星轨道附近。尽管在夜空中很容易看到,参宿四实际上非常遥远,与地球之间的距离约为640光年。作为比较,从太阳到地球的距离仅为0.0000158光年,故参宿四与我们实在相隔甚远。

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根据科学家测算,参宿四的半径是太阳的887到955倍,即其体积为太阳的7至8.7亿倍,质量则为太阳的16.5到19倍。了解一颗恒星的质量越大,其生命消耗就越迅速。因此,虽经观测参宿四的寿命可能仅有千万年,但实际上,它已经进入暮年阶段。

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恒星不会永远存在。当它内部能量耗尽时,它将消亡,那些质量超过太阳五倍的恒星会变为红超巨星。在形成铁元素之前,恒星通过核聚变获得能量,但当内部不再有能量抗衡重力时,核心会迅速坍缩,导致超新星爆发。之后,视质量不同,它将成为黑洞或中子星。

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参宿四正处于红超巨星阶段,当其内部燃料耗尽时,可能发生超新星爆发。近年来,参宿四的变化引起科学家的注意。从1993年至2008年,其半径缩小了15%,这种快速萎缩表明其重力面临崩溃。从2019年12月起,参宿四逐渐变暗,到2020年初,亮度仅为原来的36%,进一步加深了爆炸即将到来的猜测。

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科学家估算,依据参宿四的质量和体积,它可能成为中子星或小质量黑洞。当爆炸发生时,其绝对亮度或将达到-17等,亮度可能是满月的三倍。但参宿四在2020年3月亮度已恢复正常,之前的变暗可能是尘埃遮挡所致。

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参宿四是否会爆炸?作为一颗接近寿命终点的恒星,参宿四迟早会爆发。但科学研究推测,这会在大约90万年后。这个时间估计是根据恒星内部燃烧过程推算出的。像参宿四这样的恒星,超新星爆发通常以核心坍缩的形式出现,当前参宿四处于氦元素燃烧的早期阶段。

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恒星在主序星阶段主要燃烧氢元素,持续1000万年,温度达1000万℃。氢元素燃烧完后,是氦核聚变过程,温度升至2亿℃,持续约100万年。随后是碳氧核聚变,在10亿℃下进行,约需1000年。之后则是更重元素的快速燃烧阶段。

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随着恒星内部各类元素燃尽,在缺乏能量支撑的情况下,核心在重力作用下坍缩。这过程速度可达光速20%,而后可能促发超新星爆发,释放出巨大能量。根据流体动力学模型分析,参宿四目前仍处于氦燃烧的早期,这也意味着离爆炸还有较长时间。

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虽然超新星爆发的宇宙射线对地球可能有害,但参宿四因距离遥远,其影响或许微乎其微。即便如此,我们需要640年后才会受到可能的波及。并且,因其自转轴与太阳系方向存在角度差,其伽马射线对地球的直接影响很小。

责任编辑:吴玉蓉 K1365
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