參宿四是獵戶座肩頭的紅超巨星,距離地球約640光年,近期因亮度異常變化引發(fā)關(guān)注,被認(rèn)為可能“隨時(shí)”爆發(fā)為超新星。
它的質(zhì)量約15-20倍太陽質(zhì)量,直徑約1000倍太陽,接近生命周期盡頭,2024年天文學(xué)家估算,它將在未來10萬年內(nèi)(甚至更早)發(fā)生核心坍縮,觸發(fā)II型超新星爆發(fā),2019-2020年的“大暗淡”(亮度下降2.5倍)和2023年的異常增亮,都表明這是一顆隨時(shí)有可能爆發(fā)的恒星,甚至現(xiàn)在已經(jīng)爆發(fā)了。
理論是來說,超新星爆發(fā)會(huì)釋放巨大能量:峰值亮度可達(dá)滿月,持續(xù)數(shù)周至數(shù)月,晝夜可見,包括伽馬射線、X射線和宇宙射線,攜高能粒子傳播,但是中微子攜帶了99%爆發(fā)能量,能穿透地球但無法影響生命。
2025年《The Guardian》報(bào)道,參宿四若爆發(fā),將是400年來最靠近地球的超新星(上次為1604年開普勒超新星,16.8萬光年)。
從氣候上來看,超新星爆發(fā)可能通過輻射和粒子流影響地球大氣,導(dǎo)致氣候變化,近距離超新星(<300光年)可能引發(fā)顯著氣候效應(yīng),基于樹木年輪碳-14(14C)峰值與古氣候記錄的關(guān)聯(lián)。參宿四雖在640光年外,仍可能造成輕微影響:
首先是伽馬射線和宇宙射線可分解平流層臭氧(O3),削弱地球?qū)ψ贤饩€(UV)的防護(hù),2024年《Space.com》估算,若超新星距地球<160光年,臭氧層可能減少50%,增加UV輻射,引發(fā)生態(tài)破壞和氣候冷卻。
高能輻射還會(huì)分解平流層甲烷(CH4),削弱溫室效應(yīng),導(dǎo)致全球降溫,大氣中的氮(N2)和氧(O2)生成氮氧化物(如NO2),導(dǎo)致酸雨和煙霧,計(jì)算機(jī)模擬顯示,300光年內(nèi)的超新星可引發(fā)數(shù)十年酸雨。
不過參宿四的640光年距離被認(rèn)為是“安全”的,2024年天文學(xué)家估算,只有<160光年的超新星才會(huì)顯著破壞臭氧層,640光年的輻射劑量不足以引發(fā)大規(guī)模滅絕。但輕微的臭氧損耗和甲烷減少,可能導(dǎo)致地球溫度下降0.5-1°C。
2025年研究發(fā)現(xiàn),過去1.5萬年有11次14C峰值,與超新星爆發(fā)時(shí)間吻合,14C由宇宙射線撞擊大氣氮生成,超新星可顯著提高其含量,例如12,000年前的維拉超新星遺跡(800光年)可能引發(fā)年輕干冷期(全球降溫1-3°C)。
4.45億年前奧陶紀(jì)滅絕(60%海洋生物消失)和3.72億年前泥盆紀(jì)滅絕,可能與<65光年的超新星有關(guān),導(dǎo)致臭氧層破壞和氣候冷卻,2024年慕尼黑技術(shù)大學(xué)研究在太平洋海底發(fā)現(xiàn)鐵-60(超新星產(chǎn)生的放射性同位素),距今約200-300萬年,表明一顆<300光年的超新星可能引發(fā)了上新世末期海洋生物滅絕。
如果參宿四爆發(fā),亮度可達(dá)視星等-10(比金星亮100倍),白天可見,持續(xù)數(shù)月,夜空持續(xù)可見1-2年。獵戶座將失去“左肩”,中微子探測(cè)器可提前1天檢測(cè)到爆發(fā)信號(hào)。
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