當宇宙中的那些大質量恒星“壽終正寢”之時，通常會發生威力極為巨大的超新星爆發，在短時間之內，其亮度足以照亮其所在的整個星系，釋放出的能量可以相當于太陽終其一生釋放出的總能量之和，甚至更高，正因為如此，超新星爆發也被稱為已知宇宙中威力最大的爆炸。

引人注目的是，在獵戶座方向，距離我們大約640光年的位置上，就有一顆“垂垂老矣”的大質量恒星——參宿四，根據科學家的觀測，這顆恒星已經演化到其“生命末期”的紅超巨星階段，而這也就意味著，在不遠的未來，它就會發生超新星爆發。

在過去的日子里，科學家普遍認為，參宿四即使發生超新星爆發，也不會對地球構成實質性威脅。

這種觀點主要基于兩個原因：一是超新星爆發中最具破壞性的伽馬射線暴通常沿恒星的自轉軸方向釋放，而參宿四的自轉軸并未指向地球；二是超新星爆發釋放出的高能光子和粒子流，其影響范圍是有限的（一般認為是100光年左右），而參宿四與地球之間的距離遠超這個范圍。

（↑參宿四實拍圖）

然而一項近日發表在《皇家天文學會月刊》上的新研究，卻對此給出不同的觀點。根據此次研究的結果，參宿四的爆發，可能會導致地球氣候突變，而如果真是這樣，就意味著未來地球將大降溫。

研究人員表示，碳14是這項研究中至關重要的“信使”，它們的生成與宇宙射線密切相關。

當高能宇宙射線進入地球大氣層時，會與大氣中的氮14發生核反應，生成碳14，在此之后，它們會與氧結合形成二氧化碳，其中的一部分會被植物通過光合作用吸收，由于樹木每年都會形成一個年輪，因此這些年輪就像天然的“時間膠囊”，將每年大氣中碳14的濃度忠實地記錄下來。

如果某段時間，地球遭受了異常強大的宇宙射線轟擊（例如來自超新星爆發），大氣中生成的碳14會顯著增加，從而在當年的樹木年輪中留下碳14含量激增的“指紋”。

通過對全球大量古樹樣本的精確年代測定和碳14分析，研究人員在地球歷史上識別出了多起顯著的碳14激增事件，這些事件的時間點，被認為是可能對應著遙遠超新星爆發的證據。

在此之后，研究人員將其與已知的地質氣候事件和天文觀測數據進行對比，發現了兩個令人矚目的“巧合”。

1、大約在12760年前，地球經歷了一次被稱為“新仙女木冰期”（Younger Dryas ）的氣候突變事件，導致北半球氣溫驟降，巧合的是，距離地球約900光年的船帆座超新星在大約13000年前爆發。

（船帆座超新星遺跡）

2、另一次被稱為“舊仙女木冰期”（Older Dryas）的全球性大降溫事件，發生在大約14320年前，巧合的是，距離地球約1140光年的霍因加（Hoinga）超新星在大約15000年前爆發。

研究人員指出，考慮到地球氣候系統響應所需的時間以及測量的誤差，我們可以認為，它們在時間上高度吻合，而這也就意味著，在這兩起地球氣候突變事件中，超新星爆發很可能扮演了關鍵的“角色”。

那么，這其中的原理是什么呢？此次研究給出的答案是，超新星爆發釋放出的高能光子，其影響范圍可能比之前估算的大得多，在這種情況下，它們就能夠大量分解地球大氣層中的兩種溫室氣體——臭氧和甲烷。

是的，臭氧其實也是一種溫室氣體，另一方面，甲烷雖然在大氣層中的濃度遠低于二氧化碳，但其單位質量所產生的溫室效應卻是二氧化碳數十倍。

根據研究人員的估算，從整體上來講，地球大氣層中的臭氧和甲烷對地球溫室效應的“貢獻”可以超過10%，所以這兩種氣體被大量分解，就會讓地球的“保溫能力”出現明顯下降，溫度也會隨之降低。

在此基礎上，再加上極地冰蓋對地球溫度下降的正反饋過程（溫度降低會使冰蓋面積增加，這會使地球表面將更多的太陽光反射回太空，從而造成溫度進一步下降，這又會造成冰蓋面積繼續增加），如此一來，就導致了地球的大降溫。

所以根據這項研究，一個合理的推測就是：既然船帆座超新星和霍因加超新星能導致地球氣候突變，那距離更近的參宿四爆發，同樣也可能會導致地球氣候突變。

不過就目前的情況來看，這并不是確定的結論，該研究團隊也表示，在后續的研究會探索其他可能的解釋。期待在未來的日子里，科學家能有更多的發現，然后將其否定，畢竟如果參宿四的爆發真的會導致地球大降溫，那對于我們人類來講，就顯然不是一個好消息……

參考資料：Late Quaternary supernovae in Earth history，Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 539, Issue 4, June 2025, Pages 3201–3219，doi.org/10.1093/mnras/staf554