令人費解的參宿四到底會不會在我們有生之年爆炸？
來源：骨軟筋酥網
時間：2025-12-10 02:27:02
一顆明亮的黃色恒星，閃耀的費解光線在它的兩側形成一個小“+”，懸掛在一個豐富的參底、深藍色的宿到生、幾乎是年爆黑色的天空的中心。較暗的令人星星遍布各處。參宿四的費解圖像由六次曝光加上衍射尖峰組成。(圖片鳴謝:Alan Dyer/VW pics/環球圖像集團via Getty Images)
（神秘的參底地球uux.cn）據美國太空網（伊麗莎白·豪厄爾）：一項新的未發表的研究在互聯網上掀起波瀾，聲稱夜空中最亮的宿到生恒星之一可能在我們有生之年死于一次壯觀的爆炸。
這項研究目前可在網上預印的年爆serverarXiv上獲得，它推測紅巨星參宿四，令人獵戶座的費解左肩，也被稱為阿爾法獵戶座，參底其核心可能還剩不到三百年的宿到生燃料。當恒星燃燒完最后幾滴時，年爆其核心將坍縮成一個黑洞，并在這個過程中以每秒25，000英里(40，000公里)的巨大速度炸開恒星的外層。這種熾熱的消亡被天文學家稱為超新星爆炸，對于參宿四來說，這將是地球上觀測者的壯觀景象。由于這顆恒星距離地球只有650光年，這些氣體和塵埃層將在我們的天空中閃耀幾周，就像滿月一樣明亮。
問題是大多數天文學家認為參宿四還沒有準備好爆炸。那么是什么讓這篇新論文背后的研究人員有不同的想法呢？
參宿四無疑是一顆紅巨星，它已經耗盡了主要燃料氫，現在正在將核心的氦融合成更重的元素。恒星耗盡氫的時刻是不容錯過的。缺少氫的恒星需要投入額外的能量來點燃氫聚變過程中產生的氦，這迫使它們膨脹到原來大小的幾十倍。在這個過程中，它們也變得更冷、更紅。
天文學家知道參宿四很大。如果它位于我們太陽系的中心，其外層大氣中灼熱的氣體會到達足以吞沒木星的地方。然而，參宿四的確切寬度很難測量。這是因為參宿四不是一個光滑的等離子球，而是一團被噴出的塵埃云包裹著的沸騰氣泡。因此測量它的直徑并不容易，然而，確定參宿四剩余壽命的案例取決于恒星的大小。
在這項新的有爭議的研究中，由日本東北大學的Hideyuki Saio領導的一組天文學家提出，參宿四比大多數研究人員認為的要大。這是可能的，因為我們知道參宿四會有規律地脈動——膨脹和收縮，變暗和變亮。最明顯的是，參宿四的亮度每420天上下波動一次。天文學家將這種明亮歸因于恒星外殼(或大致球形的外部區域)的周期性膨脹，這種現象被稱為基模。
整幅圖像中有數以千計的星星，深紫色的背景不一致地逐漸變成黑色。少數異常明亮的恒星在右下角和正上方閃耀。獵戶座頭部的區域，巨大的λ獵戶座星云環繞著頂部的梅薩星，參宿四(左)和貝拉特里克斯(右)在底部。(圖片鳴謝:Alan Dyer/VW pics/環球圖像集團via Getty Images)
參宿四的行為中還有其他的怪癖，也經常出現，天文學家將其歸因于垂死恒星內部發生的額外湍流過程。其中一個額外的變化以2200天為周期，天文學家對此沒有解釋。因此，由Saio領導的團隊提出，這種2200天的振蕩實際上可能代表了參宿四的主要脈動模式，而420天的亮度變化可能是次要的異常現象。
然而，Saio在一封電子郵件中告訴Space.com，這種情況需要參宿四寬三分之一才能讓這些進化模型發揮作用。
“要將2200天的周期解釋為基模，需要比用基模擬合420天[周期]大得多的半徑，”Saio在一封電子郵件中寫道。“一個更大的半徑和一系列觀測到的表面溫度意味著參宿四的內在亮度比以前認為的要高。”
但是，參宿四要像模型要求的那樣寬，還必須處于其生命的后期階段，已經燃燒氦，轉而依靠碳運行，碳來自先前氦原子的聚變。一顆紅巨星燃燒的是氦還是碳，這對于它的剩余壽命有很大的影響。紅巨星生命中的氦燃燒階段持續數萬年。當碳燃燒開始時，至少從宇宙的角度來看，末日即將來臨，可能在幾千年內到來。
Saio寫道:“雖然我們現在無法確定到底還有多少碳，但我們的進化模型表明，碳枯竭將在不到300年的時間內發生。”“碳耗盡后，可能幾十年后會發生更重元素的融合，此后中心部分會坍塌，發生超新星爆炸。”
這肯定會讓天文愛好者興奮不已。最近一次附近的恒星變成超新星是在1604年。雖然每天都有恒星在宇宙中的某個地方爆炸，但它們中的大多數都太遠了，沒有強大的望遠鏡是看不到的。
但問題依然存在:除了模型，還有什么能讓Saio和他的同事們認為參宿四比其他天文學家認為的要大？
2019年12月參宿四的甚大望遠鏡視圖。(圖片鳴謝:歐洲南方天文臺)
在他們的論文中，研究人員指出了參宿四大小的兩種測量方法來支持他們的理論。但這正是這篇論文招致其他天文學家批評的地方。
Miguel Montargès是巴黎天文臺空間研究和天體物理儀器實驗室的博士后研究員，他根據智利甚大望遠鏡的觀測結果發表了關于參宿四的論文，他在早些時候的一次采訪中告訴Space，“在參宿四的數十次測量中，[Saio和他的同事]只選擇了兩次。”
匈牙利布達佩斯Konkoly天文臺的天文學研究員拉斯洛·莫爾納爾也發表了幾篇關于參宿四的論文，他說，Saio和他的同事選擇的支持他們理論的測量結果很可能受到恒星周圍的塵埃和氣體云的影響，這些塵埃和氣體云使參宿四看起來更大。
“如果我們看著太陽，我們會看到一個輪廓分明的表面，邊緣非常清晰，”莫爾納爾在一封電子郵件中告訴Space.com。“但參宿四是一顆紅色超巨星，非常蓬松，光球，我們稱之為它的‘表面’，隱藏在多層分子氣體和塵埃云之下。”
這些物質的劇烈排斥是紅巨星的典型特征。在參宿四的情況下，天文學家在2019年觀察到一個這樣的大質量云從恒星內部出現，導致恒星暫時變暗。
莫爾納爾和他的團隊對參宿四的大小進行了自己的測量，這與大多數科學家的想法更加一致。
Saio論文的發表恰逢參宿四異常變亮，導致一些愛好者推測該恒星可能即將爆炸。但是莫爾納爾和蒙塔格斯都不相信。蒙塔格斯說，參宿四實際上太亮了，不會處于垂死掙扎的狀態，因為物質的驅逐通常會使較老的紅巨星逐漸變暗。相反，參宿四盡管有規律的脈動，但至少在過去的100年里，它一直是我們天空中十大最亮的恒星之一。
這篇論文還沒有經過同行評議和發表，所以它的一些缺點可能會在正式發表之前得到解決。
