参秀四爆炸

参宿四是距离地球第二近的红超巨星，2019年11月至2020年3月，观测显示整个参宿四的可见亮度出现了前所未有的变暗，引发了人们对其原因的大量推测。当时有研究人员认为，这次“大变暗事件”预示着参宿四将很快以超新星的方式爆炸，但后来并未观测到任何爆炸。距离我们很近、直径相当于1700个太阳的参宿四“爆炸说”不但是天文学热点，因其会对地球生命产生巨大影响，也引起全球范围讨论。而据英国《自然》杂志17日发表的一项天文学研究指出，这个人类观测史上首个红超巨星的“大变暗事件”终于“查明真相”：是由其南半球形成的尘埃团和冷斑导致的。这一观测结果或有助于阐释大质量恒星最常见的演化末期重大质量损失事件的发生机制。

法国国家科学研究中心、索邦大学、巴黎大学的研究团队，此次分析了“大变暗事件”发生前和发生时的参宿四表面。智利甚大望远镜的高角分辨率观测揭示了参宿四南半球在变暗期间比平时暗了10倍，且暗区的形状和强度在观测的三个月里迅速演化。

观测和建模显示，参宿四可见表面形成的一个冷区出现了局域温度下降，也就是变暗是由其南半球形成的尘埃团和冷斑导致的。该结果反驳了变暗事件预示了参宿四即将发生超新星爆炸的理论。研究团队认为这种多样化、快速演化的局域表面行为，与独特的非均匀质量损失事件有关，这也是人类首次在红超巨星上实时观测到这类事件。

此前哈勃太空望远镜的观测结果认为，参宿四前所未有地变暗很可能是由于大量热物质喷射到太空中，形成的尘埃云阻挡了参宿四表面的星光而造成的，但这一说法未获最终确定。而今的这项研究，则对红超巨星变暗的发生过程以及恒星的结构与演化带来了新的见解。

参宿四之所以令人瞩目，原因是它大到难以置信——质量相当于太阳的11倍，直径则相当于1700个太阳排成一行。这意味着，如果把它放在太阳的位置上的话，它的外表面将一直延伸到木星轨道。很多人认为，在约1000光年之内的超新星爆发，会对地球生命造成致命影响。

总编辑圈点

一颗怪物级别的巨星，却在近一年来不断变暗，达到了地球上肉眼可见的程度，这在以前从未有过记录。人们试图去解释这种突发变化，但依据理论，一般是要爆炸的先兆。要知道凭这颗星的质量和距离，一旦它自身不保，就不仅仅是一次剧烈天文事件了，还可能影响我们自身的命运进程。现在我们庆幸这颗红超巨星暂时解除了危机，但对于能影响地球生态的超新星爆发的蛛丝马迹，我们依然不甚明了。而放到宇宙尺度上来看，超新星爆发，其实再普通不过。

　　相较于太阳在生命的尾声，会伴随着膨胀而变成一颗红巨星而言，红超巨星显然体积要更大，而且一般而言，红超巨星要比红巨星的寿命更短，最多不过百万年的时间，红超巨星就会引爆，在太空中上演一场别开生面的“烟花秀”。

　　参宿四的亮度变化之谜

　　自从1920年第一次发现参宿四之后，科学家们就一直对它进行研究，此后，科学家们确认了参宿四的红超巨星身份，同时，也表明当参宿四经过了超新星爆发后，就会变成一颗中子星继续存在于宇宙之中。

　　在去年，非常明亮的参宿四，突然变得暗淡了，这个时候，很多研究者都认为，或许参宿四已经爆炸了，毕竟它和地球之间的距离有600多光年，我们看到的参宿四，事实上也都是600多年前的模样。

　　说起来，从人类第一次发现参宿四开始，科学家们就一直期待着可以看到参宿四的爆炸，因为它距离地球很近，而且非常具有研究意义。

　　当然，从古至今，甚至是原始社会时期，人类可能也曾经看到过超新星爆发，但是，由于这些并没有记录，或者是其中的很多距离现代社会也非常遥远，所以，参宿四也成为了科学家们的重点关注对象之一。

　　因此，从2019年开始，当科学家们第一次发现参宿四的亮度变化时，认为很快就可以看到参宿四的大爆炸，当然，当时间进入到2020年的时候，伴随着参宿四亮度变化的加剧，也让研究者再次相信，这颗红超巨星可能已经爆炸了。

　　然而，如今参宿四的亮度却在慢慢回升，这意味着，它似乎并没有爆炸，对此，也有研究者指出，本身恒星的亮度就是会周期性变化的，此外，也可能是有一些气体尘埃等聚集在了参宿四的周围，导致参宿四的亮度发生了变化。

　　此外，研究者也表示，可能人类要失望了，因为根据目前来看，可能再过百万年的时间，参宿四才会真正大爆炸，而那个时候，人类可能早已经不在地球上了，就连人类文明那个时候是否还在延续，都是一个未知数。

　　人类历史上的超新星爆发

　　我们都知道，恒星是宇宙中最常见的居民之一，这也说明伴随着不同恒星的演化，超新星爆炸并不是什么罕见的宇宙奇观。

　　现代科学研究认为，在现代人类的文明史上，至少看到过10次超新星大爆发，从2000多年前开始，甚至一直到1987年，至少有10颗超新星爆发是，是人类肉眼可见的。

　　让我们一同来看一下距离我们最近的一次超新星爆发。这件事发生在1987年的2月23日，这一天，来自加拿大多伦多大学的天文学家们，在距离地球16.3万光年之外的地方，发现了一颗正在爆发的超新星。

　　当然，事实上我们看到的这颗正在爆发中的超新星，已经是16.3万年之前的事情了，不过，因为人类观察到的它的时候，正好是看到了16.3万年前，这颗超新星爆发的全过程，这也为我们研究超新星爆发，提供了非常好的观测和研究素材。

　　接下来，再让我们一同来看看历史上对于超新星爆发的记载，其中最具有代表性的一起，发生在公元1054年，从时间上来看，当时的朝代正处于北宋时期。

　　根据资料显示，这件事发生的时候，北宋的皇帝正好是是电视剧《清平乐》中的宋仁宗，当时一名宋朝的天文官员看到了这种异象后，他当然不知道这是超新星爆发了，而是作为天降异象，汇报给了宋仁宗。

　　根据记载，这颗超新星爆发发生的准确时间，是在公元1054年7月4日的早上，当时人们看到了一颗“客星”出现在东方的天空之中，而且即使白天有着大太阳，人们仍然可以清晰地看到它，而到了夜晚的时候，这颗“客星”也就变得更加明亮了。

　　一直到23天后，这颗“客星”才从天空中消失，我们都知道，古人是很迷信的，所以，当这颗“客星”出现后，很多人都认为这是天降吉兆，认为会有好事发生。

　　随后，宋仁宗也是非常开心，将这件事记录下来，文武百官，甚至是民间的老百姓也都兴高采烈的，认为是天佑大宋，这是一个非常好的兆头。

　　当然，放在现代，我们都知道，这不过就是超新星爆发罢了，而且因为这颗超新星爆发距离地球很远，所以，并不会对地球构成什么危害，如果是放在地球周围出现了可怕的超新星爆发，那么，对于地球来说，就是迎来“灭顶之灾”了。

　　拿如今备受关注的参宿四来说，因为它和地球之间的距离有600多光年，所以，科学家们才会想要一睹它爆炸的风采，如果它和地球之间的距离仅有100光年左右，那么，科学家们可能就会期望参宿四不会爆炸了。

　　毕竟，在地球生命的演化过程中，通过现代科学的研究，科学家们发现，一些生命大灭绝事件，或许就是因为地球周围发生了超新星爆发而引起的，因为超强射线会破坏地球的磁场和大气层，从而让地球表面辐射值飙升，威胁到生命。

獵戶座肩膀上的參宿四（Betelgeuse，獵戶座 Alpha，Alpha Ori）2019 年 10 月開始突然變暗，且變暗趨勢相當明顯，有些人懷疑是即將發生超新星爆炸的前兆。美國維拉諾瓦大學（Villanova University）Edward Guinan 等人在 2 月 11 日發表報告指出：參宿四亮度變暗速度趨緩，很可能在 2 月 21 日（±7 天）觸底反彈。

根據近期觀測結果，正如預測所言：參宿四亮度的確在 2020 年 2 月 7~13 日觸底，平均最暗亮度約 +1.614 等（有觀測者報告達 +1.66 等）。目前開始反彈，亮度逐漸變亮。結果顯示：參宿四不僅徹底脫離超新星爆炸警報，且這次變暗顯然是因參宿四原本就是變星，其變光週期約 420~430 天，引起變光的原因可能是參宿四體積漲縮的脈動變化造成。

▲ 美國變星觀測者協會（American Association of Variable Star Observers，AAVSO）匯集全球觀測結果顯示的近期參宿四光變曲線。（Source：AAVSO）

參宿四是高度演化的紅超巨星，隨時都可能因重力塌縮發生超新星爆炸。這陣子的亮度變暗，可用半徑突然縮減至原來 92% 解釋。但這不是唯一的解釋，也可能是表面出現一顆巨型星斑（類似太陽黑子），也可能是被外層低溫大氣拋出的物質或其他來源的物質遮蔽，沒人知道真相為何。

天文學家很久之前就知道參宿四是顆變星。它有許多脈動週期，下圖是利用傅立葉分析（ Fourier analysis）統計 1995~2018 年間參宿四光度觀測資料顯示的脈動週期。此圖顯示參宿四主要脈動週期有 5 個，分別為 242 天、430 天、1,083 天、1,376 天和 6.06 年，其中以 430 天為最主要週期。這次變暗事件，就是 430 天脈動週期的結果。

▲ 利用傅立葉分析方式統計 1995~2018 年間參宿四光度觀測資料顯示的脈動週期。（Source：Peranso）

不過，雖然這次變暗是因 430 天脈動週期，但變暗程度卻前所未見，比 430 天脈動週期前一次最暗還暗 0.9 星等之多。且縱使參宿四結束變暗劇碼，但 ESO 前陣子公布參宿四變暗且形狀也改變的現象並未得到解釋。因此天文學家還是會持續關注參宿四的後續發展。