想象這樣一個不可思議的夜晚:
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你像往常一樣在深夜下班,走出寫字樓,正準備摸黑尋找停在路邊的自行車,突然你發現地面上出現了一道極其清晰、邊緣銳利的影子,你抬起頭,發現天空中并沒有滿月,但在著名的獵戶座的左肩位置,亮起了一顆極其刺眼、宛如電焊火花般的“超級明珠”。
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它的光芒傾瀉而下,穿透了城市的霓虹燈污染,將整條街道照得慘白,在那一刻,路燈似乎都顯得多余了,即使在第二天正午艷陽高照的時候,如果你抬頭看向同一片天空,那顆星依然清晰可見,像一顆掛在藍天上的微縮版小太陽。
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這種“晚上不用開燈”、“白天也能看星星”的奇觀,不僅出現在科幻小說里,更是全球天文學家每天都在翹首以盼的真實宇宙大事件:參宿四的超新星爆發。
要理解這場爆炸會有多壯觀,我們首先要認識一下參宿四本尊。
參宿四,天文學代號獵戶座 α,是一顆典型的紅超巨星。
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在恒星的演化末期,當核心的氫燃料耗盡時,恒星會發生劇烈的膨脹,參宿四目前就處于這種“老年發福”的極度臃腫狀態。它的體積大得令人感到恐懼:如果把參宿四放在我們太陽系的正中心替換掉太陽,它的表面將直接吞沒水星、金星、地球、火星,甚至有可能一直延伸到木星的軌道附近!
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太陽在它面前,就像是一粒芝麻放在了一個巨大的熱氣球旁邊。
然而,這種龐大是虛胖,是瀕死的征兆。
在參宿四巨大的體型內部,正在上演一場引力與核聚變的終極拔河比賽:恒星巨大的質量產生恐怖的向心引力,無時無刻不在試圖把這顆星球壓碎,恒星核心通過聚變反應釋放出巨大的能量,產生向外的推力,抵抗引力。
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在過去的一千萬年里,這兩種力量達成了完美的平衡,但現在參宿四核心的燃料即將見底,這場拔河比賽,引力注定會成為最后的贏家。
參宿四的內部,就像一個有著無數層的洋蔥,隨著氫的耗盡,核心為了維持溫度抵抗引力,被迫開始燃燒更重的元素:把氦聚變成碳,碳聚變成氧,氧聚變成氖,氖聚變成硅……
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這個過程像是一場越來越瘋狂、越來越短命的狂歡。氫燃燒了幾百萬年,而到了最后的硅聚變階段,可能只需要幾天甚至幾個小時就會全部燒完。
最終聚變鏈條來到了死胡同:鐵。
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鐵是宇宙中最“頑固”的元素,鐵的聚變不僅不釋放能量,反而會吸收能量,就在參宿四核心被鐵填滿的那一瞬間,維持了上千萬年的向外輻射壓突然消失了,一直虎視眈眈的巨大引力瞬間取得了壓倒性的勝利。
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在不到一秒鐘的時間里,參宿四龐大的外層物質以接近光速的 25% 向核心自由落體瘋狂坍塌,幾百萬個地球質量的物質在瞬間砸在了一起,核心被極度壓縮,溫度飆升到上千億度,緊接著,由于核心物質被壓縮到了物理學的極限,這股極其恐怖的向內沖力發生了猛烈的大反彈!
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向外爆發的沖擊波,裹挾著巨大的能量,瞬間撕裂了恒星的外層,一顆耀眼的II 型超新星就此誕生,它在爆炸那一瞬間釋放出的能量,相當于太陽在它整個 100 億年壽命中釋放能量的總和!
天文學家預測,參宿四超新星爆發時的絕對峰值視星等大約在 -10 等到 -12 等 之間,相比之下,夜空中最亮的恒星天狼星是 -1.46 等,最亮的金星大約是 -4.6 等,一輪完美的滿月,亮度大約是 -12.7 等。
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也就是說,參宿四爆發的極限亮度,確實有可能接近甚至稍微短暫地等同于一輪半月或滿月的總亮度。
但是它雖然總亮度極高,但它在視覺上絕對不會像滿月那樣呈現出一個“大圓盤”,因為距離實在太遠,無論參宿四多亮,它在人類肉眼看來,永遠只是一個絕對的“點光源”,這就帶來了一個奇妙的物理現象:如果你在滿月下散步,月光是相對柔和的,影子邊緣有些模糊。
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但如果天空中亮起的是參宿四超新星,它就像一顆懸在太空中的超大功率高壓鈉燈,它投射在地面的影子將極其銳利、清晰,呈現出強烈的明暗對比。
在這種光芒下,“晚上不用開燈”是一種略帶夸張但部分真實的說法:你絕對可以在它的光芒下看清路面、安全行走,甚至勉強能讀清書本上的大字,但由于它是單一點光源,陰影處會顯得極其黑暗,整座城市會被籠罩在一種詭異、冷峻且極具科幻感的刺眼星光中。
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這場煙火最震撼的地方在于:在長達兩到三個月的時間里,你可以在大白天的湛藍天空中,清晰地看到這顆閃耀的星星,隨后隨著放射性元素的衰變和氣體云的膨脹冷卻,它的亮度才會開始極其緩慢地下降。整個肉眼可見的周期,確實可以持續長達半年甚至一年之久。
當它最終黯淡下去,消失在人類肉眼視線中時,熟悉的獵戶座將永遠失去它的左肩,變成一個殘缺的星座。
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很多人聽到“超新星爆發”,第一反應是恐慌:這么劇烈的宇宙級爆炸,釋放出的伽馬射線暴和高能宇宙射線,會不會瞬間剝離地球的臭氧層,把全人類烤焦?
答案是:我們絕對安全。請安心欣賞這場煙火。
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超新星爆發對行星生命造成毀滅性打擊的“殺傷半徑”,通常在 50 光年 以內,如果在這條死亡紅線內,超強的高能粒子流確實會摧毀大氣的保護層,引發嚴重的生物大滅絕,但幸運的是,參宿四距離我們大約 600 光年。
在這個距離上,平方反比定律成了我們最好的護盾。爆炸產生的輻射能量在太空中被極大地稀釋了。當這些高能射線抵達地球時,我們大氣層的外圈會輕松地將它們吸收和偏轉。
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那么參宿四究竟什么時候會爆發?
天文學家給出的答案是:可能在明天,也可能在 10 萬年之后。
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在天文學的時間尺度上,“馬上爆發”和“10 萬年”基本上是一個意思,2019 年底,參宿四曾發生過一次詭異的“大變暗”,當時全網都在狂歡以為它要炸了,結果科學家后來證實,那只是這顆恒星打了個“噴嚏”,噴出了一大團塵埃云遮住了自己。
但最奇妙的是光速的限制,參宿四距離我們 600 光年,這意味著,我們現在每天晚上看到的參宿四,其實是它 600 年前 的樣子,如果此時此刻的今晚,我們的夜空突然亮起了那顆超越滿月的超新星,那絕不意味著參宿四“剛剛”爆炸。
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那意味著:大約在公元 1426 年左右,這顆巨星就已經在宇宙深處轟然坍塌了。
那道毀滅與新生的刺眼強光,在寂靜真空的黑暗中狂奔了整整 600 年,掠過了無數荒蕪的星際塵埃,跨越了漫長的文明興衰,才在今晚,剛好一頭撞進了你仰望星空的瞳孔里。
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可以說參宿四的超新星爆發,是宇宙寫給地球人類的一封必然會送達的電報,不管它是在今夜點亮,還是在我們的子孫后代仰望星空時閃耀,它都在提醒我們一個極其浪漫的科學事實:構成我們身體里的鐵,我們血液中流淌的鋅,甚至是結婚戒指上的金,全都來自于幾十億年前,像參宿四這樣一顆超新星爆發時的極端鍛造。
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如果未來某天,夜空真的被這顆耀眼的明珠照亮,我們不用恐慌,也不必驚訝,我們只需要懷著敬畏之心走出家門,在它投下的銳利影子里,注視著這位遠古造物主壯烈的謝幕。
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