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獵戶座紅巨星參宿四亮度達近年來的新低點 是否即將爆發?

一顆流星劃過地平在線空的獵戶座。 明亮的紅巨星參宿四(左)就位在這個著名的星座之中。 PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NAT GEO

一顆流星劃過地平在線空的獵戶座。 明亮的紅巨星參宿四(左)就位在這個著名的星座之中。 PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NAT GEO IMAGE COLLECTION

智利阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波數組(ALMA)天文臺所拍攝的參宿四影像。 IMAGE BY ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P

智利阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波數組(ALMA)天文臺所拍攝的參宿四影像。 IMAGE BY ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P. KERVELLA

(神秘的地球uux.cn報道)據美國國家地理(撰文:NADIA DRAKE 編譯:邱彥綸):紅巨星參宿四(Betelgeuse)的亮度達近年來的新低點,這讓許多人猜測這顆恒星是否即將爆發? 就讓我們來一探究竟!

獵戶座(Orion)是夜空中最容易辨認的星座之一,在全世界各地都能見到他的蹤影。 不過,如果你最近看到獵戶座,而且覺得有什么不對勁──那你的感覺是并沒有錯:獵戶座右肩上的紅巨星參宿四,達到了近一個世紀以來的最低亮度。

在一般的狀況下,參宿四在全天恒星的亮度可以排進前十名。 然而,據維拉諾瓦大學(Villanova University)愛德華. 古南(Edward Guinan)在天文學家電報(Astronomer’s Telegram)網站上的報導,這顆紅巨星從去年10月開始變暗,到了12月中旬,亮度甚至已經減弱到未能躋身全天恒星亮度的前20名。

他表示:「由于參宿四變得相當暗淡,現在獵戶座的輪廓已經明顯不同了。 」

確切地說,對于像參宿四這樣的恒星,光是發生亮度變暗的現象并不奇怪。 參宿四是一顆變星(variable star),科學家好幾十年來都在研究它的亮度變化。 然而,天空中最顯著的亮星如此明顯變暗的確非比尋常,這也引發科學家思考,可能會有更讓人興奮的事情發生:參宿四可能會爆炸并邁向死亡,短暫地發出比滿月還要明亮的光芒,最后永遠地從天空中消失無蹤。

像參宿四這樣的巨大紅色恒星生命相當短暫,在它死亡時會發生稱為「超新星」(supernova)的劇烈爆發,在非常遙遠的距離之外都能看到爆炸所產生的亮光。 因此,雖然參宿四是一顆相對年輕的恒星,只有約850萬年的年齡,但天文學家知道它已經接近生命的盡頭。

「現在最大的問題,是它什么時候會爆發形成超新星,」加州大學伯克萊分校(UC Berkeley)研究參宿四和恒星爆發的色拉菲娜. 南斯(Sarafina Nance)在推特(Twitter)上發文表示,「先聲明:我不認為它很快就會爆發,」她在接受國家地理(National Geographic)采訪時補充道,「但如果參宿四真的爆發了,我會很興奮。 」

我們對參宿四了解多少?

這顆超巨星的正式名稱「Betelgeuse」 來自一個誤譯的阿拉伯名稱,意為「獵戶座的手」(yad al-jauza)。 很多人把這顆星名念做提姆. 波頓(Tim Burton)1988年的電影《陰陽大法師》(Beetlejuice)中的同名角色「甲蟲汁大師」(Beetlejuice)。 這顆恒星也被稱為獵戶座α星,星座中的α星通常代表星座中最亮的恒星,不過實際上獵戶座左腳的參宿七要比參宿四來得更為明亮。

參宿四非常龐大,重量達太陽的20倍。 如果把太陽替換成參宿四,這顆紅色恒星的范圍會吞噬水星、金星、地球、火星、小行星帶、幾艘宇宙飛船,甚至可能還包括了木星,而土星則會突然變得非常溫暖。

參宿四距離我們的太陽系約有600光年遠,以宇宙的尺度來說算是相對接近。 因此,當這顆恒星爆炸時,至少會有好幾個月的時間,亮度足以在地球的黑夜照出陰影,甚至是在白晝也能看見。 然后,這顆恒星將從我們的天空中徹底變暗消失。

如果參宿四爆炸,會對我們造成什么影響呢?

來說不會造成任何影響。 雖然參宿四的距離以天文學尺度算是相當接近,但離恒星爆炸要能影響地球上生命的距離還差很多。 根據天文學家的計算,沖擊波和四散的低溫殘骸大約需要600萬年的時間才會抵達太陽系。 即使這樣,太陽的保護泡也會讓我們免受飛濺碎片的傷害。

相反地,一旦天文學家發現參宿四即將形成超新星爆發,你應該要盡快找到一片晴朗的北方天空,欣賞這個壯觀的天文奇景。

「那一定會非?! 」南斯表示,「這無疑會成為我一生中所遭遇最不可思議的事情! 」

那么,真的會發生爆炸嗎?

這是最大的奧秘,也是為什么這顆恒星目前的狀態讓人充滿興趣的原因之一。 科學家猜測,亮度的急劇下降可能是恒星死亡的預兆。

南斯表示:「當大質量恒星邁向生命盡頭時,會經歷瘋狂而劇烈的質量損失。 」理論上來說,所有噴發出的塵埃會覆蓋住這顆接近死亡的恒星,而使亮度變暗,因此會讓恒星在發生超新星爆炸之前,看起來變得非常暗淡。 然而實際上,我們還不能確定恒星是否會在爆炸前達到最暗的亮度——畢竟沒有人能在恒星死亡之前、之中和之后對它進行深入的研究。

但參宿四變暗不是很正常嗎?

是的。 參宿四被歸類為半規則變星(semiregular variable star),也就是說它的亮度變化是半規則的。 數千年前,澳洲的原住民就發現這顆恒星的亮度會發生變化,英國天文學家約翰. 赫歇爾(John Herschel)在1836年也記錄下這個現象。

最近,美國變星觀測者協會(American Association of Variable Star Observers)一直在收集參宿四亮度變化的觀測結果。 數十年來的亮度觀測數據顯示,參宿四的亮度變化是有周期性的,其中一個顯著的周期約為六年左右,另一個周期為則約為425天。

古南表示:「嚴格來說,這顆恒星的亮度變化并不是完全的周期性,且亮度的變化幅度也會隨著不同周期而變化。 」同時他也指出,參宿四目前的亮度是自約一世紀前開始有更精確監測數據以來的最低值,史上第二暗的觀測值則可以追溯到1920年代中期。

目前我們仍不清楚這顆恒星發生準周期變化的原因。 古南和其他人表示,像參宿四這樣的超巨星表面充滿斑點,有大量不斷收縮和膨脹的對流胞,導致超巨星變暗和變亮,但這并不代表全部的狀況。

「參宿四的影像顯示表面有明亮和黑暗的特征,而且有時并不對稱,」古南說,「這顆恒星既膨脹又不穩定,還會產生脈動。 」

古南懷疑參宿四的亮度現在已經明顯地變暗了,因為它的兩個周期正處于最低亮度的重合期。 從本質上來說,這顆恒星不管是在六年的周期和425天的周期中,都正在接近亮度的最低值,這兩個周期的最小值重合,讓這顆恒星的正常波動顯得更為嚴重。 古南查閱了先前25年的數據,懷疑這顆恒星的亮度在逐漸恢復之前,還會持續變暗好幾個星期。

不過,他說,「如果參宿四繼續變暗,那么一切都變得不確定了。 」

我們還要等多久,才能看到參宿四爆炸?

最近的研究顯示,這顆恒星最有可能在未來的100萬年內爆炸,也可能在10萬年后。 也許...... 參宿四已經爆炸了,但我們還沒有看到。

這顆恒星發出的光,需要花600年的時間才能抵達地球,這代表我們實際上看到的是600年前的參宿四。 如果我們即將看到參宿四在天空中爆炸,這表示這顆恒星實際上是在歐洲中世紀(Middle Ages)的某個時間點爆炸的,而爆炸發出的光才剛要抵達地球。

不管怎樣,科學家都對監測參宿四感到相當興奮,他們想知道這顆恒星還有什么驚喜等著他們。

「事實上,無論爆炸何時發生,要能在爆炸前進行這么深入的研究是很難得的,」南斯表示,「這樣一來,我們就能夠知道恒星爆炸前的狀況會有多么酷炫又有趣了! 」




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