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参宿三(参宿三星)

时间:2024-01-25 07:36:41 作者:旧事重提 来源:网友分享

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每日一天文图:参宿一、参宿二与参宿三

每日一天文图 (成大物理分站)

Astronomy Picture of the Day

探索宇宙!每天一幅不同的影像或照片,并由专业天文学家简明的解说,带你遨游迷人的宇宙。

2017 年 11 月 23 日

参宿一、参宿二与参宿三

影像提供与版权: Mohammad Nouroozi

说明: 沿这片宇宙景观对角线分布的蓝色恒星,由东到西(右下到左上)分别是参宿一、参宿二及参宿三。这三颗常称为是猎人腰带的蓝超巨星,温度和质量都远高于和大于太阳。它们和地球的距离介于800到1,500光年之间,全诞生于早就被研究得很透彻的猎户座星际星云里。事实上,漂浮在这个区域里的云气和尘埃云,常具有很有趣甚至令我们惊奇的熟悉外观,其中包括影像右下角的黝黑马头星云和参宿一附近的火焰星云。著名的猎户座大星云,则在这片彩色星野右缘之外。这幅取景巧妙的望远镜拼接影像,涵盖了大约4度的天空。(Alnitak 参宿一; Alnilam 参宿二; Mintaka 参宿三)

翻译:天文实验室 (成功大学物理学系 ;苏汉宗)

注意:所有信息数据庞大且由本人一人编辑,难免出现错误,还请指出错误所在好加以改之。

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全文排版:天文在线(零度星系)

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觜、参——白虎据西方

西方七宿为白虎之象。一种观点认为:奎为虎尾,娄、胃、昴、毕为虎身,觜为虎头,参为虎爪。但从七宿的形状上,无论如何也想象不出老虎的样子,这是因为正宗的老虎是觜宿和参宿的合体。《史记·天官书》说:“参为白虎,觜为虎首。”从整体上看,参宿细腰宽肩的形态恰似猛虎的身躯,参宿四、五为两条前腿,参宿六、七为两条后腿,觜宿则刚好位于虎头的位置,伐三星算是虎尾,这样,一只威猛的老虎便赫然显现于夜空了。西方在五行思想中对应白色,所以这只老虎也就成了白虎。

白虎星——战神之星

老虎很容易和打斗、厮杀之类的事联系起来,因此参宿的星占意义也就离不开军事、战争等内容。星占家们甚至将参宿七星对应为7位将军:中央三星为3位大将军,参宿四为左将军,参宿五为右将军,参宿六为后将军,参宿七为偏将军。七星明亮,则兵精将勇。参宿的这种星占含义对民间文艺创作产生了重大影响,旧时演义小说中经常将那些能征惯战的武将说成是白虎星下凡。比较著名的是所谓“白虎三投唐”的故事,故事中罗成、薛仁贵、郭子仪都被说成是白虎星投胎转世,从隋末唐初到安史之乱,辅佐唐王建功立业。与之相对的还有“青龙四转世”的故事,青龙星与白虎星几世恩怨,缠斗不休,这种青龙与白虎的争斗又颇有些“参商不相见”的影子。

伐——镶满宝石的杀伐之剑

在参宿三星之下,是一丛朦朦胧胧的小星。在西方的猎户座中,这些小星是猎户佩带在腰间的宝剑;而在东方传统中,这组小星被称为——伐,主征战之事,也可以视为宝剑之类的武器。后来人们利用各种天体照相术发现,这伐星之上还确实镶满了宝物:最大的一颗是红宝石叫作M42发射星云,离它不远处是一颗蓝色宝石NGC1977反射星云,最北端还有一个众多小蓝宝石会聚而成的宝石集团NGC1981疏散星团。看来伐星被冠以“宝”剑的名号绝对算是实至名归了。

张超摄

中西对照

在西方,猎户座(Orion)有“星座之王”的美誉,古埃及人认为它是冥王奥西里斯的象征。吉萨高原上3座最大的金字塔,据说就是比照猎户座三星进行修建的。希腊神话中这位左手持狮皮盾牌,右手高举木棒,正在迎击金牛的伟大猎人是海神波塞冬的儿子,误被恋人月亮女神阿尔忒弥斯射死,后来宙斯将他提升到天界,永远陪伴他心爱的姑娘。而猎户脚下的天兔座(Lepus),则是他追赶的猎物。

井与厕——天上的用水与卫生参宿之中星官众多,除了参伐之外,还有均由四颗星组成的两口井——军井和玉井。军井是军营中的水井,供行军之用;玉井则是厨房旁边的水井,供煮饭做菜之用。另外玉井还有一个功用,因为它围绕着参宿七,所以也被认为是为白虎设置的一口陷阱,将一只虎足陷入其中,以免这只猛虎随意发威。

在参星的下方还有三个星官,构成一组中国古代的卫生设施。它们是厕四星,一颗屎星,还有厕所前的屏障,用来遮蔽疫气的两颗屏星。古代的星占家真是在天上复制了一个人间社会,连厕所、粪便之类也没有放过啊!而且他们还会像中医一样观察如厕者所解出的粪便,如果是黄色则吉,青白或黑都是天下多疾病的预兆。

白虎星象图(河南南阳东汉墓出土)

变化无常的参宿四,先变暗后变亮,到底会不会爆发?

唐朝诗圣杜甫有一首诗,开篇说:“人生不相见,动如参与商。”说的是夜空中的参星和商星两组恒星,永远分隔在夜空中的两端,不能相遇。

其中,商星指的是心宿二,也就是七月流火的那颗恒星。而参星指的是参宿中的几颗恒星,其中最著名的就是参宿四。

让人担心的是,恐怕杜甫的诗句,就要一语成谶了,参宿四的命运,实在让人担心。

ESO的甚大望远镜拍摄的参宿四图像

参宿四是夜空中最著名的红超巨星,据科学家的观测和计算,参宿四的半径大约是太阳的900倍左右,也就是超过6亿公里。也就是说,如果它位于太阳的位置,连木星都很有可能被它包裹在内。

正是由于这样巨大的体积,参宿四才能够在距离地球640光年远的位置上,依然成为夜空中最耀眼的天体之一。

不过最近,参宿四的亮度,着实迷惑了科学家一把。

自从2008年开始,科学家就发现参宿四处于不断变暗的过程中。虽然它本身具有一定的变化规律,但最近的观测实在反常,让科学家一头雾水,它究竟怎么了?

很多人想到了红超巨星的另一个特点,不禁由此发出了疑问:难道它要爆发了?

原来,红超巨星除了大之外,还有一个特点,就是寿命比较短这是它们的本质所决定的。红超巨星和太阳这样的主序星不一样,已经不进行氢聚变了,而是氢聚变所产生的氦开始聚变为碳,后续可能还会有碳等元素聚变为更重的元素的过程。最后,它会发生超新星爆发,成为一颗黑洞。

参宿四也是一样的,同样面临着这个命运。目前来说,科学家认为参宿四的寿命在几千年到几十万年之间。当然,由于观测技术所限,以及人类对恒星演化认知还处于初级阶段,也不排除科学家计算错的可能性。因此,很多人担心:参宿四变暗,莫不是就要爆发为超新星了吧?尤其是超新星爆发会带来恐怖的伽马射线暴,对于生物来说是毁灭性的打击。如果它造成的伽马射线几种地球,恐怕世界末日就要到了!

实际上,早在2017年6月的时候,阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵拍摄到的参宿四照片(迄今为止最清晰太阳系外恒星表面图片)也显示,这颗恒星有点不同。它的表面和普通恒星表面,有着明显的不同,或许早就暗示了参宿四的变化。

不过,科学家对于参宿四是否会爆发,还是持保留态度的。或者说,他们还是没有下结论的。他们认为,导致参宿四变暗的可能性有很多,除了即将爆发之外,还可能是它表面气体或者尘埃的喷发所导致的。由于参宿四处于生命的末期,恒星活动非常频繁,这种可能性也是很大的。

正当人们为参宿四的变暗而困惑的时候,它又“皮”了起来,开始突然增亮。

简单来说,参宿四的变暗,无法证明它将要发生超新星爆发。另一方面,我们也没有办法完全否认它有爆发的可能。这是一个未知,也是一个机会。对于我们来说,即便参宿四这些年不爆发,它也仍然是夜空中最早发生超新星爆发的天体之一。人类对它的每一次观测,都是在实践中记录一颗恒星发生超新星爆发的过程。

不过,所谓的伽马射线暴,大家还是不必过于担心的。实际上,虽然伽马射线暴非常可怕,但对于那些几千甚至数万、数亿光年以外的天体来说,想要隔着这么远的距离对准地球,也是一件非常困难的事情。因此,对于所谓的世界末日,大家不必担心。

相信排除了这个顾虑,大家对于参宿四的超新星爆发就没有任何担忧,甚至可能反而非常期待吧?

网友模拟参宿四爆发效果图

至少对我来说,这还是一件非常值得期待的事的。据科学家介绍,当参宿四爆发的时候,它的亮度会急剧增加。在巅峰的时候,我们抬头仰望星空,会发现它和满月一样明亮!这样的亮度,可以持续几个月,大约需要三年的时间才会降低到现在的亮度,六年后肉眼恐怕就无法再看到它了。到那个时候,天上可就有两个“月亮”了!难道你不想看吗?

我倒是想看看的,希望有生之年,参宿四爆发一下让我看看,它变成满月那么明亮是什么样子。如果能看见那一天,我也在花间酌一壶酒,一边独自品尝,一边学李太白写诗:举杯邀明月,对影成四人……

比太阳大7亿倍:危险的参宿四,随时可能爆炸?科学家给出了时间

冬夜最惊艳的星座是猎户和它附近的天狼星,但从去年2019年底以来,猎户座中最耀眼的参宿四就开始了它的表演,亮度急剧变暗,一时间网上就充斥着参宿四即将超新星爆炸的说法,而在2020年时参宿四亮度急剧增加,似乎爆炸随时可能发生!

但从2020年初恢复亮度到现在,似乎参宿四又开始稳定发光,但它仍然发出和其他恒星不一样的诡异红光,它到底会不会爆炸,万一超新星爆发对地球有何影响?

红圈处就是参宿四

我们先给出答案,有科学家认为它还处在氦燃烧早期,暂时不会爆炸,这又是啥意思?

参宿四,距离地球最近的潜在超新星

参宿四很大,到底有多大呢?一句话可以形容,假如将它放在太阳系中间的话,它的半径可以到达木星轨道附近,它的体积是太阳的7亿倍。而且它是第二颗被确定角直径的恒星(第一颗当然是太阳了),1920年天文学家测量出了它的角直径。

不过参宿四的距离和实际大小误差很大,比如角直径在0.043~0.056角秒之间,质量在太阳的14~20倍左右,距离则从180~1300光年不等,所以一直以来参宿四真正的大小和距离都很少有准确数字出现,不过现代天文学基本可以确定,它比太阳大,而且大很多很多。

天文学家认为,参宿四的年龄只有1000万年左右,越大质量的恒星演化越快,它已经进入演化的末期,红巨星阶段,赫歇尔在1836年就发现了参宿四的光度变化,周期变化不确定,忽亮忽暗,最亮时可达0.2等,最暗时只有1.2等!

参宿四光变

参宿四这种亮度变化属于半规则变星,这是中期和晚期的红巨星或者超巨星不稳定燃烧的发光特征,根据恒星演化模型,这个阶段中的某个时候就是超新星爆发的阶段!

2019~2020光变化曲线

因此2019~2020年参宿西的至暗时刻,很多媒体都猜测参宿四马上就要超新星爆炸了,人类将目睹这一千古奇观,因为参宿四距离地球不是特别远,所以我们能看得非常清楚!

什么是氦燃烧阶段,距离超新星爆发还有多久?

澳大利亚国立大学(ANU)的梅里迪斯·乔伊斯(Meridith Joyce)博士领导一个团队对参宿四诡异的光变进行了研究,认为参宿四尽管最近出现了亮度急剧变化,但仍然可能还处在红巨星中的氦燃烧早期阶段,距离超新星爆发还早!

什么是氦燃烧?

一颗恒星从开始形成到寿命结束,它会经历几个阶段:

1、氢燃烧阶段:主序星阶段,只要是恒星都会经历的阶段2、氦燃烧阶段(红矮星不会经历,黄矮星、蓝矮星、蓝巨星都会经历)3、氦-4 → 铍-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56,氦燃烧后的恒星内核核聚变过程

恒星仅仅在内部一小块地方才能在引力坍缩的作用下致高温高热,所以核聚变(所谓恒星燃烧)都在这里发生,而氢燃烧会变成氦,丢失一部分质量产生能量,而氦也会继续燃烧,但需要更高的温度(因此红矮星内核温度不够高就烧不起来了),之后的碳氧等就需要极高的温度了!

恒星晚期时的内部结构,类似于洋葱

但到了铁核阶段,即使温度再高也不会再燃烧产生能量,无法产生辐射压向外推这些巨大的外壳,所以外壳都会向内坍缩,将会产生超新星爆发(超新星爆发机制很复杂,种类很多,这是最简单的解释)。

从上文我们知道参宿四已经烧了1000万年,现在氦燃烧刚刚开始,还有十几种元素还没烧,每个1000万年,还能看到超新星爆炸?其实并非这样,越往后,燃烧速度越快!

所以最后的硅燃烧,只要14天就能变成铁,时间是很快滴,不过现在还处在氦燃烧的初级阶段,至少还要100万年,这参宿四的操作就要让大家失望了,十辈子都等不到哈!

参宿四爆炸,会影响地球吗?

银河系中大约每隔300年左右就会有一次超新星爆发,比如185年、393年、1006年、1054年、1572年和1604年的超新星爆发事件,现在已经通过大口径望远镜发现了扩散的星云和射电望远镜发现的超新星爆发的残骸中子星!

1054年超新星爆发后的残骸:蟹状星云

地质史上有几次灭绝被认是超新星爆发所致,尽管超新星距离遥远,但它爆发时会有超强能量辐射,比如能光速影响周围的是伽马射线暴,一般情况下超新星爆发的伽马射线并不足以影响遥远的地球,但当恒星自转轴两极对着地球时,超新星爆发的伽马射线会集中在这个方向上释放,这样就会产生毁灭性性影响。

所以大家很是担心参宿四爆发到底会不会影响地球,比较幸运的是参宿四的自转轴和太阳系方向还相差30度以上,估计参宿四爆发可能会影响某个地外文明,但绝对不会是我们!

只是我们看不到这个美丽的宇宙烟花了,本来还想着在人生中看一次最为灿烂的银河系级别的事件,看不到也罢,就看看电脑模拟的吧!

看不到超新星爆发,就看看模拟的吧!

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