想象这样一个不可思议的夜晚:
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你像往常一样在深夜下班,走出写字楼,正准备摸黑寻找停在路边的自行车,突然你发现地面上出现了一道极其清晰、边缘锐利的影子,你抬起头,发现天空中并没有满月,但在著名的猎户座的左肩位置,亮起了一颗极其刺眼、宛如电焊火花般的“超级明珠”。
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它的光芒倾泻而下,穿透了城市的霓虹灯污染,将整条街道照得惨白,在那一刻,路灯似乎都显得多余了,即使在第二天正午艳阳高照的时候,如果你抬头看向同一片天空,那颗星依然清晰可见,像一颗挂在蓝天上的微缩版小太阳。
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这种“晚上不用开灯”、“白天也能看星星”的奇观,不仅出现在科幻小说里,更是全球天文学家每天都在翘首以盼的真实宇宙大事件:参宿四的超新星爆发。
要理解这场爆炸会有多壮观,我们首先要认识一下参宿四本尊。
参宿四,天文学代号猎户座 α,是一颗典型的红超巨星。
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在恒星的演化末期,当核心的氢燃料耗尽时,恒星会发生剧烈的膨胀,参宿四目前就处于这种“老年发福”的极度臃肿状态。它的体积大得令人感到恐惧:如果把参宿四放在我们太阳系的正中心替换掉太阳,它的表面将直接吞没水星、金星、地球、火星,甚至有可能一直延伸到木星的轨道附近!
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太阳在它面前,就像是一粒芝麻放在了一个巨大的热气球旁边。
然而,这种庞大是虚胖,是濒死的征兆。
在参宿四巨大的体型内部,正在上演一场引力与核聚变的终极拔河比赛:恒星巨大的质量产生恐怖的向心引力,无时无刻不在试图把这颗星球压碎,恒星核心通过聚变反应释放出巨大的能量,产生向外的推力,抵抗引力。
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在过去的一千万年里,这两种力量达成了完美的平衡,但现在参宿四核心的燃料即将见底,这场拔河比赛,引力注定会成为最后的赢家。
参宿四的内部,就像一个有着无数层的洋葱,随着氢的耗尽,核心为了维持温度抵抗引力,被迫开始燃烧更重的元素:把氦聚变成碳,碳聚变成氧,氧聚变成氖,氖聚变成硅……
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这个过程像是一场越来越疯狂、越来越短命的狂欢。氢燃烧了几百万年,而到了最后的硅聚变阶段,可能只需要几天甚至几个小时就会全部烧完。
最终聚变链条来到了死胡同:铁。
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铁是宇宙中最“顽固”的元素,铁的聚变不仅不释放能量,反而会吸收能量,就在参宿四核心被铁填满的那一瞬间,维持了上千万年的向外辐射压突然消失了,一直虎视眈眈的巨大引力瞬间取得了压倒性的胜利。
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在不到一秒钟的时间里,参宿四庞大的外层物质以接近光速的 25% 向核心自由落体疯狂坍塌,几百万个地球质量的物质在瞬间砸在了一起,核心被极度压缩,温度飙升到上千亿度,紧接着,由于核心物质被压缩到了物理学的极限,这股极其恐怖的向内冲力发生了猛烈的大反弹!
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向外爆发的冲击波,裹挟着巨大的能量,瞬间撕裂了恒星的外层,一颗耀眼的II 型超新星就此诞生,它在爆炸那一瞬间释放出的能量,相当于太阳在它整个 100 亿年寿命中释放能量的总和!
天文学家预测,参宿四超新星爆发时的绝对峰值视星等大约在 -10 等到 -12 等 之间,相比之下,夜空中最亮的恒星天狼星是 -1.46 等,最亮的金星大约是 -4.6 等,一轮完美的满月,亮度大约是 -12.7 等。
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也就是说,参宿四爆发的极限亮度,确实有可能接近甚至稍微短暂地等同于一轮半月或满月的总亮度。
但是它虽然总亮度极高,但它在视觉上绝对不会像满月那样呈现出一个“大圆盘”,因为距离实在太远,无论参宿四多亮,它在人类肉眼看来,永远只是一个绝对的“点光源”,这就带来了一个奇妙的物理现象:如果你在满月下散步,月光是相对柔和的,影子边缘有些模糊。
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但如果天空中亮起的是参宿四超新星,它就像一颗悬在太空中的超大功率高压钠灯,它投射在地面的影子将极其锐利、清晰,呈现出强烈的明暗对比。
在这种光芒下,“晚上不用开灯”是一种略带夸张但部分真实的说法:你绝对可以在它的光芒下看清路面、安全行走,甚至勉强能读清书本上的大字,但由于它是单一点光源,阴影处会显得极其黑暗,整座城市会被笼罩在一种诡异、冷峻且极具科幻感的刺眼星光中。
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这场烟火最震撼的地方在于:在长达两到三个月的时间里,你可以在大白天的湛蓝天空中,清晰地看到这颗闪耀的星星,随后随着放射性元素的衰变和气体云的膨胀冷却,它的亮度才会开始极其缓慢地下降。整个肉眼可见的周期,确实可以持续长达半年甚至一年之久。
当它最终黯淡下去,消失在人类肉眼视线中时,熟悉的猎户座将永远失去它的左肩,变成一个残缺的星座。
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很多人听到“超新星爆发”,第一反应是恐慌:这么剧烈的宇宙级爆炸,释放出的伽马射线暴和高能宇宙射线,会不会瞬间剥离地球的臭氧层,把全人类烤焦?
答案是:我们绝对安全。请安心欣赏这场烟火。
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超新星爆发对行星生命造成毁灭性打击的“杀伤半径”,通常在 50 光年 以内,如果在这条死亡红线内,超强的高能粒子流确实会摧毁大气的保护层,引发严重的生物大灭绝,但幸运的是,参宿四距离我们大约 600 光年。
在这个距离上,平方反比定律成了我们最好的护盾。爆炸产生的辐射能量在太空中被极大地稀释了。当这些高能射线抵达地球时,我们大气层的外圈会轻松地将它们吸收和偏转。
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那么参宿四究竟什么时候会爆发?
天文学家给出的答案是:可能在明天,也可能在 10 万年之后。
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在天文学的时间尺度上,“马上爆发”和“10 万年”基本上是一个意思,2019 年底,参宿四曾发生过一次诡异的“大变暗”,当时全网都在狂欢以为它要炸了,结果科学家后来证实,那只是这颗恒星打了个“喷嚏”,喷出了一大团尘埃云遮住了自己。
但最奇妙的是光速的限制,参宿四距离我们 600 光年,这意味着,我们现在每天晚上看到的参宿四,其实是它 600 年前 的样子,如果此时此刻的今晚,我们的夜空突然亮起了那颗超越满月的超新星,那绝不意味着参宿四“刚刚”爆炸。
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那意味着:大约在公元 1426 年左右,这颗巨星就已经在宇宙深处轰然坍塌了。
那道毁灭与新生的刺眼强光,在寂静真空的黑暗中狂奔了整整 600 年,掠过了无数荒芜的星际尘埃,跨越了漫长的文明兴衰,才在今晚,刚好一头撞进了你仰望星空的瞳孔里。
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可以说参宿四的超新星爆发,是宇宙写给地球人类的一封必然会送达的电报,不管它是在今夜点亮,还是在我们的子孙后代仰望星空时闪耀,它都在提醒我们一个极其浪漫的科学事实:构成我们身体里的铁,我们血液中流淌的锌,甚至是结婚戒指上的金,全都来自于几十亿年前,像参宿四这样一颗超新星爆发时的极端锻造。
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如果未来某天,夜空真的被这颗耀眼的明珠照亮,我们不用恐慌,也不必惊讶,我们只需要怀着敬畏之心走出家门,在它投下的锐利影子里,注视着这位远古造物主壮烈的谢幕。
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