中国科学院紫金山天文台科普主管王科超在接受采访时表示,距离地球约640光年的红超巨星参宿四(猎户座α星)已进入演化末期,未来可能发生超新星爆发。这颗质量为太阳15-20倍的恒星,其核心核聚变燃料即将耗尽,一旦爆发,亮度将超过满月,在地球夜空中持续可见长达两个月。
当哈勃望远镜在2025年7月捕捉到参宿四伴星的身影时,科学家们意识到,这场宇宙级“灯光秀”的序幕或许已悄然拉开。
参宿四的演化轨迹,早已被天文学界标记为“必然事件”。作为红超巨星,其核心的氢、氦、碳等元素已相继耗尽,目前正处于硅聚变阶段——这是恒星临终前的最后一次“核聚变狂欢”。根据中国科学院国家天文台2021年发布的研究,参宿四表面曾出现直径达太阳数百倍的巨黑子,导致其2019-2020年亮度骤降2.5倍。这种周期性的“呼吸”现象,正是红超巨星核心燃料即将耗尽的典型征兆。
从空间位置看,参宿四位于猎户座“肩头”,其直径相当于太阳的887倍,若将其置于太阳系中心,表面将延伸至小行星带外侧,完全吞噬水星、金星、地球和火星的轨道。这种庞然大物的死亡方式注定震撼:当硅聚变为铁的过程引发核心坍缩,其外层物质将以每秒20,000公里的速度向外抛射,释放的能量相当于太阳一生核聚变总和的100倍。
参宿四爆发的最直观影响,是地球夜空中将出现一颗“人造太阳”。根据国际天文学联合会2024年发布的模拟数据,爆发峰值亮度可达视星等-12等,相当于满月的100倍,在无云夜晚足以照亮地面物体。这种亮度将持续约60天,之后逐渐减弱为-5等(金星亮度),并在1-2年内保持肉眼可见。
关键观测特征包括:
1. 中微子预警:爆发前1-2天,全球中微子探测器(如日本超级神冈)将捕捉到约10^15个中微子,这是核心坍缩的首个信号。
2. 光学演化:爆发初期呈现蓝白色,随后因抛射物质冷却转为红色,最终形成直径达数光年的星云状遗迹。
3. 多波段辐射:除可见光外,爆发将释放X射线、伽马射线和宇宙射线,但640光年的距离使其抵达地球时辐射剂量仅为医疗CT扫描的百万分之一,对生物无直接危害。
参宿四爆发对地球的影响,本质上是一场“能量稀释游戏”。根据慕尼黑技术大学2024年研究,超新星爆发的致命辐射范围约为160光年,而参宿四的距离超出这一阈值4倍。具体影响表现为:
爆发产生的高能粒子可能分解平流层臭氧,导致全球臭氧浓度下降约5%,紫外线辐射增加10%。这种变化将引发局部生态链波动,例如浮游生物数量减少,但不会造成大规模物种灭绝。计算机模拟显示,地球平均气温可能下降0.5-1°C,类似于1815年坦博拉火山喷发后的“无夏之年”。
参宿四爆发将成为400年来最靠近地球的超新星事件(上一次为1604年开普勒超新星)。其遗迹可能形成中子星或黑洞,为研究恒星演化提供珍贵样本。中国科学院国家天文台已启动“参宿四爆发联合观测计划”,计划通过郭守敬望远镜(LAMOST)和南极巡天望远镜(AST3)实时追踪爆发过程。
这场宇宙事件可能重塑人类对自身在宇宙中位置的认知。历史上,1054年蟹状星云超新星爆发被北宋天文学家杨惟德记录为“天关客星”,其亮度在白天可见达23天,成为当时东亚文明的重要天文事件。参宿四爆发若在现代发生,其视觉震撼和科学价值或将引发全球范围内的文化共鸣。
2025年7月,夏威夷国际双子座天文台发现参宿四存在一颗质量为太阳1.5倍的伴星,其轨道周期为6年,可能通过引力扰动影响主星亮度变化。这一发现修正了此前对参宿四核心燃料消耗速度的估算,部分模型显示其爆炸时间可能推迟至数万年后。
- 参宿四表面温度较2019年回升170K,巨黑子活动减弱,表明其核心核聚变仍在稳定进行。
- 哈勃望远镜2025年拍摄的紫外图像显示,参宿四外层大气存在高速物质抛射(速度达32万公里/小时),但未检测到预示爆发的激波前锋。
当中国科学院紫金山天文台的观测设备对准猎户座时,参宿四的星光已在宇宙中跋涉了640年。这场爆发可能早已发生,也可能仍在等待燃料耗尽的那一刻。
根据恒星演化模型,参宿四核心硅聚变仅能维持约14天,之后铁核坍缩将不可避免。若其核心在2025年耗尽硅元素,地球将在2705年见证这场跨越时空的宇宙烟火;若燃料储备充足,人类可能需等待数万年。