恒星 2022年,红超巨星或将爆发,这会是世界末日?人类能否幸存?


恒星 2022年,红超巨星或将爆发,这会是世界末日?人类能否幸存?
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恒星 2022年,红超巨星或将爆发,这会是世界末日?人类能否幸存?
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恒星 2022年,红超巨星或将爆发,这会是世界末日?人类能否幸存?
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恒星和我们一样是有寿命的 , 其寿命的长短与质量有着很大的关系 , 质量越大的恒星寿命越短 。 太阳的寿命是100亿年左右 , 相比之下 , 距离地球最近的恒星(除太阳外)人马座的比邻星直径只有太阳的七分之一 , 亮度只有太阳的千分之一 , 表面温度只有2000度 , 是太阳的三分之一 , 寿命却能达到700亿年 。 而在银河系另一端的一个叫做“手枪星”的恒星 , 直径是太阳的2000倍 , 其寿命只有不到1000万年 。
恒星的壮年阶段叫做主序星阶段 , 这个阶段 , 恒星核心部分的氢原子在核聚变的作用下 , 每四个氢原子核会结合成一个氦原子核 , 并释放出极大的能量 , 正是这股能量以热压辐射的形式对抗着恒星本身的巨大引力 , 使得这两股力量之间刚好维持着一个平衡 , 支撑着恒星不会坍缩 。
此阶段恒星的亮度热度也相对稳定 , 对于质量为太阳质量9倍到40倍之间的恒星来说 , 当其核心的氢元素燃烧殆尽的时候能量就不再向外流出 。 由于能量已经不足恒星再也支撑不住了 , 它会在自身巨大引力作用下开始坍缩 , 坍缩势必会导致压力和温度的急剧上升 。 当温度超过1亿度的时候 , 恒星核心以外各层所包含的H元素被点燃继续发生核聚变 , 同时核心的收缩和壳层的燃烧会造成恒星产生巨大的膨胀 , 这会寻致恒星亮度会增加至原来的1000~10000倍 。
而当恒星体积膨胀的程度超过发光能力的增加时 , 其自身的温度会在数百万年间变得越来越低 , 表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色 , 因此我们把这个阶段的恒星叫做红巨星 。 如果恒星质量超过太阳的15倍 , 其外部会膨胀的比红巨星还大叫超红巨星 , 红巨星意味着恒星已经步入了老年阶段 , 在这个阶段 , 红巨星核心内的热能和压力使聚集的氦原子核经过一系列复杂的反应之后最终合成更重的铁原子 , 但是在合成铁原子的过程中是不产生任何能量的 , 相反的还会从外部吸取能量 。
当铁核在大质量恒星中央累积到一定程度后 , 辐射能与重力之间的平衡就彻底被瓦解 , 进而岀现铁核坍缩 , 在几千分之一秒内恒星会产生剧烈爆炸 , 辐射的能量相当于太阳100亿年中辐射能量的总和 , 这个过程就是恒星的死亡过程也就是超新星爆发 。
超新星爆发的过程极其明亮 , 突发的电辐射够照亮其所在的整个星系 , 几乎全部的恒星物质以十分之一光速向宇宙空间抛散 , 周围会形成一个由膨胀气体和尘埃构成的壳状结构 , 我们把这种壳状结构叫做“超新星遗迹” 。 超新星遗迹就是恒星存活过的证据 。
在2019年的时候一颗超红巨星引起了科学家们的注意 , 这颗恒星距离地球548光年 , 属于红巨星中体积最大的一类衰亡恒星 , 它位于猎户座的右肩腋下的位置 , 中文名字是“参宿四” 。
参宿四是天文学中最有趣的天体之一 。 首先它并不是圆形 , 而是呈现碟状 , 中心的老恒星会像心脏一样有规律地膨胀和收缩 , 这种规律性波动周期只有一年左右 , 而更能引起科学家注意的是它忽明忽暗的亮度 。
科学家发现2019年到2020年2月之间 , 它的亮度降低了超过三分之二 , 两个月之后它又恢复了自己原本的亮度 , 参宿四不仅仅是亮度有变化体积也在发生着改变 。 研究发现在15年间 , 其直径就缩小了15% , 由于其本身就非常巨大是太阳的1000倍 , 缩小的这15%就已经相当于金星到太阳之间的距离 。
即便是缩小了这么多 , 如果现在把这颗超红巨星放在太阳的位置 , 木星轨道以内的区域都会被它吞没 。
科学家还发现参宿四缩小的幅度虽然平缓 , 但是呈逐年加快的趋势 。 澳大利亚南昆士兰大学物理学博士布拉德卡特认为 , 参宿四直径不停变化代表着恒星本身正在融合它的碳原子 , 这是红超巨星重力崩溃的典型征兆 。
据此推测参宿四已经到了寿终正寝的时候 , 并通过模拟计算得出结果:参宿四的超新星爆发最早可能会在2022年到数干年之间随时发生 。 当然由于距离548光年的关系 , 这个时间点都是按照我们地球上观测的时间计算的 , 换句话说如果我们今天看到爆炸 , 说明真正的爆炸发生在548年之前 。