参宿四是在闹着玩吗_风闻
观察者网用户_244575-2020-02-04 11:07
原作：饶世豪
校对：牧夫校对组
编排：饶世豪
后台：库特莉亚芙卡 李子琦
参宿四是位于猎户座手臂上的半规则变星、红超巨星，是夜空中除了太阳以外第十二亮的恒星，是冬季大三角三颗星中的一颗（其余两颗是南河三和天狼星）。
从去年十月开始，关于参宿四即将发生超新星爆炸的猜测引起了广大天文爱好者的关注。就在上周，美国一名学生在Twitter上发布了一则突发新闻，称数据显示了参宿四的变暗戛然而止，变为突然的亮度上升。
图为不同时间尺度下参宿四的亮度变化。大的时间尺度下，可以发现参宿四的亮度在一定范围内波动，但在最近一段时间出现显著的下降。中等时间尺度下，可以明显看出参宿四亮度的周期性脉动，有研究表明，这种显著的脉动有423天或425天的周期。更大时间尺度的研究还表明参宿四的亮度有5.7年、6.5年、8.8年、20.5年叠加的周期。
1965-2020间V波段星等变化
2010-2020间V波段星等变化
关于参宿四最近怪异现象的一些解释
1
**关于参宿四为何亮度达到观测历史最低，科学界仍然争论不休。一种观点认为，参宿四是一颗半规则变星，其亮度变化是很正常的现象，
这次它是朝向地球一侧喷射出了物质（这种物质抛射对地球几乎毫无影响，比如太阳有时的日冕物质抛射，对人类社会造成过的重大事故屈指可数，700光年外的参宿四更难以造成显著影响），物质冷却后变暗，遮挡住了恒星本身的亮光。这就像太阳上的日珥和暗条一样，当日珥发生在太阳边缘时，我们看到的是一个环状的结构，当日珥发生在面朝地球时，抛射出来的物质遮挡住了太阳表面的亮光，我们看到的就是暗暗的条带。因此，“变到历史最暗”并不一定是超新星爆炸的前兆。**
2
从时间相对接近的另一次观测（PTOB）中可以看到，参宿四的亮度只有较小幅度的增加，如果考虑了观测误差，亮度增加也没有很高的可信度。更不意味着参宿四马上要“爆炸”。
**第一张图是日珥，第二张图是暗条，它们是同一种太阳活动的不同表现形式。**环状物质密度比周围高，但是温度比周围低，因此在太阳表面形成暗条；太阳边缘的环状物质对比更暗的背景上则表现为日珥。
**发完Twitter后，这位同学又观测了一次，他的数据也表明参宿四仍然在变暗。**绿色点是另一名研究者的观测数据，与前一名同学相比，他计算得出的亮度更低，误差分析有待进一步跟进。
如果参宿四还遵循着四百二十天左右的脉动周期的话，这个月（2020年2月）将会看到其亮度达到最低点并且回弹，如果过了这段时间，它的亮度还在持续下降的话，那就真的是一个BREAKING NEWS了。
**Q1：**什么是超新星爆炸？
在中国古代，曾经见过一类恒星，它不像其它恒星会乖乖待在自己位置上，也不像行星那样无时无刻不着急赶路，它会毫无征兆的出现，悠闲地在一个地方坐一会，过了一段时间，又消失不见，就像客人登门拜访后离去一样，中国人将它称为“客星”，1054年宋代记载了一颗客星，甚至白天肉眼可见，演化到了现在，它的遗迹就是耳熟能详的蟹状星云。
蟹状星云
超新星是大质量恒星（大于八倍太阳质量）演化到末期终结自己生命时产生的现象，这时的恒星十分不稳定，内部耗尽了燃料，使得内部的热压力无法抵挡重力，恒星向内坍缩，当坍缩的物质撞击到恒星内部核反应形成的致密铁核后，物质被反弹回去、抛射到宇宙空间中，产生超新星爆炸，内部的核形成中子星，这便是比较经典的超新星爆炸模型。这一爆炸释放的能量可以与太阳一整个生命周期释放的能量相当，超新星爆炸产生的亮度可以与其宿主星系媲美。大爆炸的残骸就是有如蟹状星云的超新星遗迹。
(a)在一个巨大的、演化到末期的恒星中，洋葱状元素壳层发生聚变，在最内部形成一个铁核。(b)这个核达到钱德拉塞卡质量并开始坍塌。核心的内部部分被压缩至中子。(c)导致流入的物质反弹。(d)形成向外传播的激波前沿(红色)，冲击波开始形成并储存。(e)但它被一个可能存在中微子相互作用的过程重新激发。周围的物质被吹走。(f)只留下简并的核心。
参宿四爆炸后，将点亮整个夜空，亮度甚至可以与满月相当。
参宿四爆炸了以后（知乎搬运）
Q2：参宿四将在何时爆炸？
参宿四处在其一生中最不稳定的一个阶段，Wikipedia上的预测说它将在十万年内的任意时刻爆炸。
Q3：参宿四爆炸会毁灭地球吗？
概率比春晚摇到888元现金红包还低。一是参宿四距离地球724光年远，想象一下手榴弹在1000米开外和5米开外爆炸的威力差别，参宿四的爆炸不足为惧；二是超新星爆炸产生的喷流扫过地球的概率极低，手枪击中1米远的靶子不会被人夸赞，但200米仍然能击中那便是神枪手了，希望参宿四不是那个神枪手，它的“自杀式袭击”不会为我们带来伽马射线暴的困扰；三是第二条不一定成立，因为并不是所有超新星爆发都是伴随着喷流。
超新星爆炸后的喷流（想象图）
有生之年若是能看到猎户自断一臂，或是说臂上的亮星变为更壮丽的超新星遗迹，像是猎人肩上驮了一只鹰，继续协助猎户，那便是万年一遇的奇景了。
最后，给读者留下一个思考题。
我的名字是参宿四
参考：https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1912/1912.12539.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Betelgeuse
https://en.wikipedia.org/wiki/Supernova
https://mp.weixin.qq.com/s/xLj6yYGkoi62x4zaFCWT9A
『天文时刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
参宿四与太阳系
来源：Wikipedia