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獵戶(hù)座紅巨星參宿四亮度達(dá)近年來(lái)的新低點(diǎn) 是否即將爆發(fā)？

獵戶(hù)座


獵戶(hù)座紅巨星參宿四亮度達(dá)近年來(lái)的新低點(diǎn) 是否即將爆發(fā)？


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

獵戶(hù)座紅巨星參宿四亮度達(dá)近年來(lái)的新低點(diǎn) 是否即將爆發(fā)？


智利阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波數(shù)組（ALMA）天文臺(tái)所拍攝的參宿四影像 。IMAGE BY ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’GORMAN/P. KERVELLA
（）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：NADIA DRAKE 編譯：邱彥綸）：紅巨星參宿四（Betelgeuse）的亮度達(dá)近年來(lái)的新低點(diǎn)，這讓許多人猜測(cè)這顆恒星是否即將爆發(fā)？ 就讓我們來(lái)一探究竟！
獵戶(hù)座（Orion）是夜空中最容易辨認(rèn)的星座之一，在全世界各地都能見(jiàn)到他的蹤影 。不過(guò)，如果你最近看到獵戶(hù)座，而且覺(jué)得有什么不對(duì)勁──那你的感覺(jué)是并沒(méi)有錯(cuò)：獵戶(hù)座右肩上的紅巨星參宿四，達(dá)到了近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)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(jìn)前十名 。然而，據(jù)維拉諾瓦大學(xué)（Villanova University）愛(ài)德華． 古南（Edward Guinan）在天文學(xué)家電報(bào)（Astronomer’s Telegram）網(wǎng)站上的報(bào)導(dǎo) ， 這顆紅巨星從去年10月開(kāi)始變暗 ， 到了12月中旬，亮度甚至已經(jīng)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(dāng)暗淡，現(xiàn)在獵戶(hù)座的輪廓已經(jīng)明顯不同了 。」
確切地說(shuō)，對(duì)于像參宿四這樣的恒星，光是發(fā)生亮度變暗的現(xiàn)象并不奇怪 。參宿四是一顆變星（variable star），科學(xué)家好幾十年來(lái)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(fā)科學(xué)家思考，可能會(huì)有更讓人興奮的事情發(fā)生：參宿四可能會(huì)爆炸并邁向死亡，短暫地發(fā)出比滿(mǎn)月還要明亮的光芒，最后永遠(yuǎn)地從天空中消失無(wú)蹤 。
像參宿四這樣的巨大紅色恒星生命相當(dāng)短暫 ， 在它死亡時(shí)會(huì)發(fā)生稱(chēng)為「超新星」（supernova）的劇烈爆發(fā) ， 在非常遙遠(yuǎn)的距離之外都能看到爆炸所產(chǎn)生的亮光 。因此，雖然參宿四是一顆相對(duì)年輕的恒星，只有約850萬(wàn)年的年齡 ， 但天文學(xué)家知道它已經(jīng)接近生命的盡頭 。
「現(xiàn)在最大的問(wèn)題，是它什么時(shí)候會(huì)爆發(fā)形成超新星，」加州大學(xué)伯克萊分校（UC Berkeley）研究參宿四和恒星爆發(fā)的色拉菲娜． 南斯（Sarafina Nance）在推特（Twitter）上發(fā)文表示，「先聲明：我不認(rèn)為它很快就會(huì)爆發(fā)，」她在接受?chē)?guó)家地理（National Geographic）采訪時(shí)補(bǔ)充道，「但如果參宿四真的爆發(fā)了 ， 我會(huì)很興奮 。」
我們對(duì)參宿四了解多少？
這顆超巨星的正式名稱(chēng)「Betelgeuse」 來(lái)自一個(gè)誤譯的阿拉伯名稱(chēng)，意為「獵戶(hù)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(yáng)大法師》（Beetlejuice）中的同名角色「甲蟲(chóng)汁大師」（Beetlejuice） 。這顆恒星也被稱(chēng)為獵戶(hù)座α星 ， 星座中的α星通常代表星座中最亮的恒星，不過(guò)實(shí)際上獵戶(hù)座左腳的參宿七要比參宿四來(lái)得更為明亮 。
參宿四非常龐大，重量達(dá)太陽(yáng)的20倍 。如果把太陽(yáng)替換成參宿四 ， 這顆紅色恒星的范圍會(huì)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(huì)突然變得非常溫暖 。
參宿四距離我們的太陽(yáng)系約有600光年遠(yuǎn) ， 以宇宙的尺度來(lái)說(shuō)算是相對(duì)接近 。因此，當(dāng)這顆恒星爆炸時(shí)，至少會(huì)有好幾個(gè)月的時(shí)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(jiàn) 。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(huì)對(duì)我們?cè)斐墒裁从绊懩兀?/b>
來(lái)說(shuō)不會(huì)造成任何影響 。雖然參宿四的距離以天文學(xué)尺度算是相當(dāng)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(jù)天文學(xué)家的計(jì)算 ， 沖擊波和四散的低溫殘骸大約需要600萬(wàn)年的時(shí)間才會(huì)抵達(dá)太陽(yáng)系 。即使這樣，太陽(yáng)的保護(hù)泡也會(huì)讓我們免受飛濺碎片的傷害 。
相反地，一旦天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)參宿四即將形成超新星爆發(fā)，你應(yīng)該要盡快找到一片晴朗的北方天空，欣賞這個(gè)壯觀的天文奇景 。
「那一定會(huì)非常酷！ 」南斯表示 ， 「這無(wú)疑會(huì)成為我一生中所遭遇最不可思議的事情！ 」
那么，真的會(huì)發(fā)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(tài)讓人充滿(mǎn)興趣的原因之一 。科學(xué)家猜測(cè)，亮度的急劇下降可能是恒星死亡的預(yù)兆 。
南斯表示：「當(dāng)大質(zhì)量恒星邁向生命盡頭時(shí)，會(huì)經(jīng)歷瘋狂而劇烈的質(zhì)量損失 。」理論上來(lái)說(shuō)，所有噴發(fā)出的塵埃會(huì)覆蓋住這顆接近死亡的恒星 ， 而使亮度變暗，因此會(huì)讓恒星在發(fā)生超新星爆炸之前，看起來(lái)變得非常暗淡 。然而實(shí)際上，我們還不能確定恒星是否會(huì)在爆炸前達(dá)到最暗的亮度——畢竟沒(méi)有人能在恒星死亡之前、之中和之后對(duì)它進(jìn)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(lèi)為半規(guī)則變星（semiregular variable star），也就是說(shuō)它的亮度變化是半規(guī)則的 。數(shù)千年前 ， 澳洲的原住民就發(fā)現(xiàn)這顆恒星的亮度會(huì)發(fā)生變化，英國(guó)天文學(xué)家約翰． 赫歇爾（John Herschel）在1836年也記錄下這個(gè)現(xiàn)象 。
最近，美國(guó)變星觀測(cè)者協(xié)會(huì)（American Association of Variable Star Observers）一直在收集參宿四亮度變化的觀測(cè)結(jié)果 。數(shù)十年來(lái)的亮度觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示 ， 參宿四的亮度變化是有周期性的，其中一個(gè)顯著的周期約為六年左右 ， 另一個(gè)周期為則約為425天 。
古南表示：「嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，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(huì)隨著不同周期而變化 。」同時(shí)他也指出，參宿四目前的亮度是自約一世紀(jì)前開(kāi)始有更精確監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以來(lái)的最低值，史上第二暗的觀測(cè)值則可以追溯到1920年代中期 。
目前我們?nèi)圆磺宄@顆恒星發(fā)生準(zhǔn)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(mǎn)斑點(diǎn) ， 有大量不斷收縮和膨脹的對(duì)流胞，導(dǎo)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(shí)并不對(duì)稱(chēng) ， 」古南說(shuō)，「這顆恒星既膨脹又不穩(wěn)定，還會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng) 。」
古南懷疑參宿四的亮度現(xiàn)在已經(jīng)明顯地變暗了，因?yàn)樗膬蓚€(gè)周期正處于最低亮度的重合期 。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō) ， 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(gè)周期的最小值重合，讓這顆恒星的正常波動(dòng)顯得更為嚴(yán)重 。古南查閱了先前25年的數(shù)據(jù)，懷疑這顆恒星的亮度在逐漸恢復(fù)之前，還會(huì)持續(xù)變暗好幾個(gè)星期 。
不過(guò)，他說(shuō)，「如果參宿四繼續(xù)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(lái)的100萬(wàn)年內(nèi)爆炸，也可能在10萬(wàn)年后 。也許...... 參宿四已經(jīng)爆炸了，但我們還沒(méi)有看到 。
這顆恒星發(fā)出的光，需要花600年的時(shí)間才能抵達(dá)地球，這代表我們實(shí)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(shí)際上是在歐洲中世紀(jì)（Middle Ages）的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)爆炸的，而爆炸發(fā)出的光才剛要抵達(dá)地球 。
不管怎樣，科學(xué)家都對(duì)監(jiān)測(cè)參宿四感到相當(dāng)興奮，他們想知道這顆恒星還有什么驚喜等著他們 。
「事實(shí)上，無(wú)論爆炸何時(shí)發(fā)生，要能在爆炸前進(jìn)行這么深入的研究是很難得的 ， 」南斯表示，「這樣一來(lái)，我們就能夠知道恒星爆炸前的狀況會(huì)有多么酷炫又有趣了！ 」