1月30日,一名叫维克多的法国物理研究生在社交网站发消息说,观测数据显示,近年来亮度一路下跌的参宿四已经停止变暗,并在以相当快的速度增亮。这或许意味着,现代天文学家也能有幸目睹一次超新星爆发事件。
这个消息不胫而走,很快在网络上热传。
维克多援引的其中一部分观测数据,来自一名叫做汤姆·保拉基斯的空天工程师。保拉基斯本人回复说,维克多大概想多了。或许是这个法国研究生的英语不太好。考虑到误差范围,只能说近一周左右参宿四的变暗趋势似乎放缓了,但绝不能说它变亮了。
超新星爆发是什么?为什么能让全世界的天文爱好者都感到兴奋?想象如下画面:
也许就在不久的将来,你在光天化日下走出家门,仰望天空,看到一个明亮的球体。这个球体的亮度就像白昼也能见到的满月一样。只是它不是月亮,而是一个更具爆炸性的东西。
这是数百光年外的大灾难所带来的耀眼后果。你看到的是一颗超新星发出的光,那是一颗恒星垂死前放出的最后一道强光。
如果它出现 将是世纪奇观
超新星爆发几乎不可被预测,但最近一段时间,由于银河系一些天体的异变,天文学家对于这种罕见天文现象表现出了比平时更热情的态度。
如果超新星爆发真的在明天出现,那不仅仅是一年中的头号天文事件,更可能是21世纪中的头号天文事件。超新星将会在天空中留下一个宇宙印记,让所有人都能看到。
在夜空中,猎户座最有名的是它的腰带三星。通俗来说,我们将这三颗星星称为参宿一,参宿二和参宿三。不过,在过去的几个月时间内,世界各地的天文学家对位于猎户座右肩的星星特别感兴趣,这是一颗被称为参宿四的恒星。
阿塔卡玛射电望远镜拍摄的参宿四照片
参宿四是天空中最亮的恒星之一,最近它变暗的速度超过了以往任何时候。天文学家早就知道,参宿四正在老化,而且像许多古老恒星一样,它迟早会爆炸。
这个肉眼可见的闪亮球体
至少出现一年?
那么问题来了,最近不同寻常的变暗,是否意味着超新星即将到来?
一旦超新星真的出现,无论是在白天还是黑夜,景色都将令人难以置信。猎户座几乎可以在地球上的任何地方观测到,这也意味着,几乎每个人都可以看到爆炸的恒星。超新星的亮光将轻而易举地穿越并消除一切人工光污染带来的影响,让所有人都能在夜晚清晰地观测到。
天文学家、国际黑天协会公共政策主任约翰·巴伦丁说:在参宿四超新星的亮度下,你可以站在世界上最大城市的中心看到它,你不会错过的。
更让人不可思议的是,这场宇宙献上的大秀将一直持续下去,天空中闪烁的球体能在一年多甚至更长的时间内保持可见。虽然日复一日地目睹这场景观会让人逐渐理解这只是宇宙的一个奇观,但是在更深层、更原始的层面上,人们将会觉得天空看起来非常不对劲,觉得发生了一些奇怪的事情。
参宿四超新星爆发不会伤害地球
但它可能会刷屏你的朋友圈
参宿四的超新星爆发不会伤害地球。它产生的辐射不会扰乱地球大气层。虽然参宿四和地球间650光年的距离在宇宙刻度来说算是近邻,但是要想对地球造成损害,它离得还不够近。
那么人们会有什么反应呢?从以往的案列来看,会有混乱,甚至有恐慌。
2018年12月的一天晚上,美国纽约皇后区的上空出现了海蓝宝石般的光芒,仅仅半个小时,就有3200人拨打了911求助。当地居民在社交媒体上分享了这一现象的视频和照片,并开始猜测造成这种现象的原因。是炸弹,还是超级英雄间的战斗?
没有这么夸张,当地一家发电厂的经营者很快在社交媒体上对这起事件进行了解释。由于发电厂的一些设备短路,向空中发射了强大的电流,电流使大气中的气体原子发生碰撞,促使它们发出蓝光。
如果真的有一颗超新星,那么类似的情况可能会在朋友圈刷屏。巴伦丁认为,届时看看人们的解读,会是一件很有趣的事情。
啥时候能看到恒星爆炸?
和这些距离地球数千光年的超新星相比,距离地球仅仅几百光年的参宿四,会有一次更好的表演。最大的问题是,参宿四的超新星究竟什么时候出现?
很遗憾,科学家无法预测参宿四的生命何时走到尽头,因为他们从来没有在强大的望远镜的帮助下亲眼目睹过超新星的形成,只观测到了炽热的余波。这就是为什么天文学家多年来一直说参宿四可能随时变成超新星的原因。
美国变星观测者协会的执行主任、研究参宿四和类似变星的天文学家斯特拉·卡夫卡表示,这颗恒星可能在明天成为超新星,也可能在十万年后爆发。甚至有可能超新星已经发生,爆炸产生的光子仍在向地球移动。
参宿四超新星爆发艺术概念图
除此之外,天文学家还没有任何证据证明这种神秘的突然变暗现象是超新星的前兆。尽管参宿四的亮度从未如此之低,但是它一直以亮度的周期性波动而闻名。而且对于最近的极端下降有另外一个解释,那就是附近的尘埃云遮住了光线。
卡夫卡说:其实我们也不是真的了解这一点。
恒星爆炸、消亡
但它的印记永存
虽然参宿四超新星爆发最终会出现,也最终会消失,但是它在地球上的印记将继续存在。我们说的不仅仅是互联网上,而是真实的存在。
当恒星爆炸时,它们向太空释放出一连串新形成的元素。这些元素在尘埃粒子中滑过宇宙,在它们遇到的任何东西上都会沉淀下来。天文学家已经在地球上发现了这些星尘,它位于大洋底的淤泥和南极洲的积雪中。正是这些超新星的爆炸和它们释放出的宇宙星尘,在万古岁月中帮助了其他恒星和行星。
以地球的案列来说,它帮助了生命的产生。
而总有一天,地球上的那些星尘将带着缅怀之心仰望天空,看到又一次超新星的发生。
超新星爆发:历史上的那些事儿
超新星(Supernova)这个名字很容易引起误解。nova在拉丁文中意思是新的。单词 Supernova的缩写SN,也正是所有超新星事件的编号开头。
人类历史上可以观测到的超新星并不多见,最近的一颗超新星出现在1987年,当时不光社交媒体还没有出现,连哈勃望远镜都没有上天。而且那次超新星爆发只能在远离城市光污染的南半球部分地区才能看见。
早期的天文学家,比如大名鼎鼎的行星三大运动定律提出者开普勒,当他在400年前目睹一次超新星爆发的时候,他认为自己所目睹的是一颗恒星的诞生。
提出行星三大运动定律的开普勒
如今,天文学家告诉我们,超新星爆发并非恒星的新生,而是恒星死亡的回光返照。由于这些恒星都距离地球十分遥远,它们死亡瞬间发出的闪光,经过数百年、数百万年长途跋涉,最终到达地球,被我们所察觉。
1987年的那个夜晚
我们目睹了一颗恒星的死亡
1987年2月23日,一股爆发性的中微子快速穿过整个地球。它们被设在日本、美国和俄罗斯的灵敏探测器检测到了。紧随中微子信号之后数小时,在各个电磁波段,可见光、红外线、X射线,各个波段的观测信号几乎同时袭来,天文台报告,在南部夜空中出现了一颗新的星星——一次超新星爆发发生了。
这次超新星爆发被编号为SN1987A,意思是1987年观测到的第一次超新星爆发事件。这是人类进入望远镜时代以来距离最近的一次超新星爆发事件,机会难得。
这一超新星位于大麦哲伦星云方向。大麦哲伦星云在北半球看不到,它的名字是以最早看到并记录下来的葡萄牙航海家麦哲伦的名字命名的。因此,天文学家立即调用位于南半球的智利和澳大利亚境内的大型望远镜开展后续观测。
在爆发瞬间,SN1987A释放的能量超过1亿颗太阳,在长达几个月的时间里,在地球上用肉眼就能非常清楚地看到它,之后才慢慢暗淡下去,消失不见。
在超新星逐渐消失之后,天文学家注意到原本在这一位置的恒星桑杜利克−69°202不见了。由此,天文学家确认,这颗距离地球16万光年的蓝超巨星,正是发生爆炸而死亡的那颗恒星。
啥勃望远镜拍摄的SN1987A残迹
16万年后,1987年2月23日的那个夜晚,我们在地球上目睹了它的死亡瞬间。
1604年的开普勒超新星
为推翻地心说提供了证据
大约400年前,夜空中出现了一颗明亮的星星。德国天文学家开普勒是首批观测这颗天体的人之一。这颗代号为SN1604的超新星,也被称为开普勒超新星。它的出现,为后来推翻地心说提供了证据。
17世纪的欧洲社会对于宇宙的普遍认知,来自于两位古希腊哲学家亚里士多德和托勒密,即认为地球位于太阳系中心,甚至是宇宙中心。
亚里士多德在其著作《论天》中描述,地表是所有不完美事物的领域,这些不完美的事物都会发生改变。但遥远宇宙中的物体都是完美且不可变的。依据这些原则,他在那个年代建立起一套复杂的体系,可以相对精确地预测太阳系中天体的运行。
1569年一份地心说的插图
早在16世纪,波兰天文学家哥白尼提出了日心说。这套理论在欧洲社会激起波澜,但始终没有证据能够证明亚里士多德是错的。
1572年,丹麦天文学家第谷·布拉赫观测到了一次异常天象。后世天文学家研究发现,布拉赫观测到的实际是一次超新星爆发,而且可观测时间从1572年一直持续到1574年。
当时,也有不少天文学家注意到了夜空中的变化。与大多数人的看法相悖,布拉赫认为,那颗明亮的星星不是类似彗星那样靠近地球的存在。多亏了布拉赫详细的记录,人们第一次对亚里士多德的理论产生了质疑——宇宙中的天体也可能发生改变。
1604年的超新星爆发,彻底打破了僵局。与布拉赫观测到的那次不同,开普勒超新星是能在白天用肉眼看到的明亮存在。这在当时是闻所未闻的事件,人们担心,这是某种大灾变的预示。
开普勒曾是布拉赫的助手。1601年布拉赫去世后,他继承了布拉赫的事业。利用这位前辈多年的观测记录,开普勒写下了《蛇夫座足部的新星》,认定这颗天体存在于遥远银河中。
《蛇夫座足部的新星》一书中,开普勒绘制的插图,SN1604为灰色圈内天体。
这些观测都成为天文学史上的转折点。人们开始理解,天上的事物,也不是一成不变的。
这只宇宙中的大螃蟹
中国史书上有记载
爱好天文的人可能知道,金牛座的蟹状星云是一个超新星遗迹,它来自900多年前的恒星在生命末期发生的剧烈爆炸。天文学家是如何发现的呢?
1892年,蟹状星云拥有了第一张照片。29年后,天文学家邓肯在比对美国威尔逊山天文台11年间拍摄的两张蟹状星云照片时,意外发现它在不断地膨胀。同年,瑞典天文学家伦德马克也注意到,蟹状星云的位置与中国北宋时期记录的一颗客星位置相近。
1928年,著名天文学家哈勃第一次做出了决定性的判断:蟹状星云膨胀的速度很快,按照这种速度,只需要900年左右的时间,它就可以膨胀到现在的大小。在古代天象记录中,蟹状星云附近只有一次新星出现的记载,那就是中国记录中的1054年。
蟹状星云是超新星爆发后的遗迹
在哈勃的时代,超新星的概念尚未被提出,人们对于这类天体的物理性质了解非常有限。不过很快,美国天文学家梅耶尔、荷兰天文学家奥尔特以及荷兰汉学家戴文达就开始了联合探索,并且成功地在《宋会要》一书中找到了重要线索:嘉祐元年三月,司天监言:‘客星没,客去之兆也。’初,至和元年五月,晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。
这段记录,不仅详细阐明了1054年客星出现的时间和位置,甚至还有亮度变化的信息。借助这些线索,可以画出1054客星的光变曲线,天文学家据此判断它应该是一颗超新星。而蟹状星云,正是这颗超新星爆炸之后所产生的遗迹。
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