震撼！红超巨星走向超新星爆发的全过程，太阳未来的命运会如何？

~ 2020年的夏天，位于夏威夷毛伊岛，哈雷阿卡拉火山的泛星计划望远镜，突然探测到大量的辐射，这些辐射的发射源，来自距离地球大约1.2亿光年的 NGC5731星系。一颗即将走完生命进程的红超巨星，正在猛烈的喷射气体，几个月之后，2020年的秋天，一颗超新星照亮了天空，科学家们将其命名为超新星2020TLF。

这是有史以来，天文学家们第一次实时见证，红超巨星走向超新星爆发的全过程。

说到超新星，如果光看名字，大家可能会觉得超新星是一种星体，其实呢，它只是恒星在演化接近末期时，所经历的一种剧烈爆炸，亮度非常耀眼，咱们一会儿详细说。而红超巨星的前身就是恒星。

可能有朋友会担心，我们太阳系这颗大恒星太阳，会爆炸成为超新星吗？太阳未来的命运又会如何呢？到时候我们这个美丽的家园地球是不是也会被牵动？

爱好天文的朋友，说不定还会担心离我们很近的参宿四。因为参宿四也曾出现过异动，难道他也要超新星爆发了吗？今天啊，我们就来和大家聊聊这些问题。

我们先从恒星的诞生开始说起，所有的恒星都会在一个巨大的星云之中诞生，星云有多大呢？典型的星云直径大约是100光年，其中包含的质量，大约是太阳质量的600万倍。当这个星云由于各种原因发生碎裂之后，它就会分裂成越来越小的碎片。大量的低温气团，因为自身重力开始收缩，密度升高，重力势能就转化成为了热能，从而释放出大量的热量，于是最后的碎片，凝聚成为超热的气体--旋转球，这叫原恒星。

如果要是按照人的一生来计算，恒星大概就是处于初期，就如同婴儿刚刚降生一样。之后呢，这个恒星婴儿就进入了成长阶段，它在星云中继续吸引和积累星际气体和星辰。一般来说，和太阳同等质量的恒星，这个成长过程大约要花上10万年左右。之后原恒星就会根据他的最终质量，演化成为不同的星体。

质量特别小的原恒星，像是质量少于0.08个太阳质量的，就会变成棕矮星。棕矮星呢，挺尴尬的，因为它太大了，我们不能称之为行星，但是又太小了，我们就不能称其为恒星，它发出的光也是比较暗淡的，他们在数亿年的时间中逐渐的冷却，然后就慢慢的消失在了可见光当中。

然而质量比较大的那一些，比如在八个太阳质量之内的那些原恒星，就将变成低质量恒星，质量更大的，就会成为大质量恒星，而这两者的未来发展也会大不相同。

这个阶段恒星处于稳定时期，同样放在人的一生中，那就相当于是青春期过程中，也被称为主序星。通常来说，一颗恒星将会在主序阶段度过他的大部分生命。

在恒星的整个生命中，支撑它的能量就是氢。质量越大的恒星，氢消耗的速度也就越快，所以呢，生命也就越短。按照现在科学界的推算，太阳这样的恒星大约有100亿年的生命，现在估计太阳大约有45亿年了，所以应该说太阳是正处在壮年期吧。

那么如果再过50亿年，太阳会变成什么样呢？

按照现有的理论来推演的话，太阳的颜色会由现在的黄白色变得越来越红，而体积呢，也会越来越大，最后直径可以达到现在的256倍，变成一颗红巨星。到时候近日行星，包括水星、金星、地球都会被太阳一口吞下，不过地球上的人类，恐怕无法看到这一天了，因为科学家们预计，从现在开始，大约过30亿年之后，地球的表面将会变得如同金星一样高热，再过几十亿年之后，地球的空气都会向外太空不断逸散，最后变成一颗焦黑的行星。

也就是说，等不到地球被太阳吞掉，人类就已经无法在地球上生存了。也就是这样，现在才有那么多人一直喊着星际移民。

我们再回到太阳这儿，当太阳变成了红巨星之后，在最终耗尽了所有的燃料之后，星体就会不断地向内塌缩，最后变成一颗白矮星。白矮星的密度非常非常大，一颗与太阳一样中的白矮星，它的半径大约只有太阳的1%。再形象一点说，一勺白矮星物质，它的质量大约有5.5吨重，比一头最重的亚洲象还要重。

那之后呢，在太阳系这样的单恒星系中，变成白矮星的恒星，最终的命运就是耗尽了所有的能量。之后，身体会变得冰冷而又黑暗，成为黑矮星。但是宇宙中的星系，大多是菱星星系，就是说有两颗或者是更多颗的行星，相互环绕的这么一种星系，比如天狼星的双星系统。

如果说在这样的星系当中，其中一颗主恒星变成了白矮星，那么它就会吸收伴星的能量，吸收过来的能量会变成气体，被拉到白矮星周围的一个大圆盘上，随后这些气体就会围着白矮星进行旋转，旋转过后，这种气体也会慢慢发热，随后，将会落到白矮星之上。

如果说这颗白矮星的质量变得越来越大的话，就有可能达到它的质量极限了，也叫钱德拉塞卡极限，这个极限大概是太阳质量的1.4倍，超过这个质量极限之后，白矮星就会进一步塌缩，会变成密度更大的中子星，这个过程就是惊天动地的了，为什么呢？

因为白矮星会发生超新星爆炸，放出大量的电磁辐射，发出耀眼的光芒，这个光的明亮程度，甚至超过整个大星系的亮度，这个过程可能会持续几周到几个月，甚至几年才会逐渐的衰减。那么这个过程到底释放了多少能量呢？

科学家们认为，一颗超新星所释放的辐射能量，和太阳在其一生中的辐射能量总和相当，而超新星的爆炸也有很多，像我们刚才说的，白矮星因为质量超过了界限，所发生的爆炸被称为IA型超新星，它有什么特别之处吗？

因为它们都是白矮星在同一个质量点爆炸的，因此呢，爆炸的威力和光度基本一致，也就相当于是一个衡量标准了，相当于是一颗准星，天文学家们把他们叫做标准烛光。

然而每一颗白矮星释放的能量和光度也不同，如果和准星进行比较，那么科学家们就可以测量出宇宙天体的距离了，也就是说通过测量不同星系中的IA型超新星，就能知道这个星系离我们有多远。

超新星爆发除了白矮星带来的这种形式，还有另一种就是我们刚介绍的，由红超巨星直接爆炸而成。刚刚我们说到，恒星在进入老年期之后就会变成红巨星，而如果恒星是质量很大的大质量恒星，它就会变成红超巨星，质量再大的就叫红特超巨星。

红超巨星和红特超巨星带来的超新星爆炸，可以说更可怕，因为这不仅会产生中子星，甚至还会炸出黑洞。

先来说中子星，它可以说是非常神秘的星体，密度超级超级大，它的内部已经没有什么电子原子核了，因为压力超大，不仅原子的外壳被压迫了，而且连原子核都能被压迫，质子和中子都被挤出来了，质子碰到垫子又结合成中子，就这样整个星体当中就只剩下中子。中子星的密度是每立方厘米十亿吨，我们可以打个比方，就好像是把喜马拉雅山压成了一块方糖那么小。

中子星的旋转速度非常快，两个磁极放射极强的辐射，辐射所到之处几乎没有生命能够存活，由于有的中子星，磁轴和自转轴不是重合的，所以磁场旋转的时候所产生的无线电波等各种辐射，就可能会以一明一灭的方式传到地球这，就好像是灯塔一样，一闪一闪的，这也被称为脉冲星。

大家注意一下，不是所有的中子星都是脉冲星，有的中子星是没有脉冲的，同样，也不是所有的脉冲星都是中子星，因为有的白矮星也会这样一闪一闪的。据说脉冲星刚刚被发现的时候，人类还以为这是外星人传来的信号，后来大家发现是我们想多了。

如果中子星继续吸收，质量不断塌缩的话，就会超过奥本海默极限，然后，就会产生黑洞。而如果进行超新星爆炸的红超巨星的质量，超过太阳质量的20倍的话，那么它爆炸之后也极有可能直接产生黑洞。

很多朋友知道，黑洞像是宇宙中存在的一种怪兽，它周围的时空极度扭曲，而且拥有极端强大的引力，以至于所有的粒子，甚至光这样的电磁辐射都不能逃走。一份最新发表在天体物理学期刊的论文显示说，根据研究模型的推算，我们这个可见宇宙中，有大约四千亿个黑洞，也就是四乘以十的19次方这么多。

等到黑洞一旦形成了，他就可以通过吸收周边的物质来继续生长。科学家们发现，黑洞的质量基本上是处于两个极端，一类是恒星质量级别的黑洞，这类黑洞的质量大约是太阳的十到24倍，另一类是超级黑洞，各个星系的中心都盘踞着一个这样的超级黑洞，质量可以达到太阳的数百万倍直到数十亿倍。

超级黑洞的形成原因，目前还是个谜，不过有天文学家发现了黑洞的合并行为，因为他们推测，黑洞有可能是通过吸收其他的恒星，或者是其他的黑洞合并的方式，而形成超级黑洞。

不过说实话，如果每个星系中心的黑洞，都是这样形成的，那这整个过程该有多漫长呢？

那么在我们这个银河系当中，有没有会发生超新星爆炸的候选者呢？有！那就是位于猎户座肩部的参宿四。参宿四是一颗明显的红色亮星，也是在夜空中最容易认出的恒星之一，它距离地球有640光年那么远，质量是太阳的12倍，半径约是太阳的900倍，体积呢？约是太阳的7亿倍。

如果把参宿四搬到太阳的位置上，它是可以将木星吞噬的。然而参宿四很年轻，只存在了一千万年左右，但是大家还记得我们之前说的吗？恒星的体积越大，寿命也就越短，对吧？所以呢，参宿四早就燃烧完核心里面的氢了，现在他已经进入了变成超新星的第一步，也就是变成红超巨星。

而2019年底到2020年初，参宿四的明亮度还一度降到了 历史 最低点。当时有人觉得，这很有可能是参宿四要超新星爆炸的前奏，于是当时不少人因此陷入了恐慌，为什么呢？

刚刚咱们说了，超新星爆炸所释放出来的辐射能量非常非常强，它形成的中子星也好，黑洞也好，都会释放出超强的辐射。如果说这次爆发离地球很近的话，那么就很有可能会破坏地球的大气层。

天体物理学研究团队指出说，在3亿5900万年前，也就是在泥盆纪末期，地球遭遇了最大规模之一的物种灭绝事件，而这次事件很有可能，就是太阳系外的超新星爆发所造成的。如果参宿四发生超新星爆炸的话，会不会给人类带来再一次的生物灭绝呢？

就在大家的各种猜测、疑惑研究当中，2020年4月，参宿四突然恢复了原来的亮度，大家更奇怪了，在他身上到底发生了什么呢？后来，一份发表在自然杂志上的论文揭开了参宿思的变暗之谜。

研究团队认为，参宿四在这次大幅度变暗之前的某一个时刻，这颗恒星在向外脉动的时候，喷出了一个巨大的气泡，这个气泡离他很远。不久之后，参宿四表面的一块区域就冷却下来了，温度也降下来了，甚至足以让气体中的重元素凝结成为固体尘埃，也正是这些尘埃的形成，导致参宿四看起来像是变暗了，原来是虚惊一场。

不过呢，参宿四已经注定是会进行超新星爆炸的，关键是在什么时候，这就得看他的核心目前是在燃烧什么物质了，是氦还是碳还是硅呢？因为，当它核心的可聚变材料耗尽了，只剩下了铁、镍和钴的时候，参宿四才会爆炸。

一个研究小组通过恒星演化、流体力学和数学建模分析了参宿四，得出了一个结论，他们认为参宿四正处于燃烧氦的阶段儿，这么说来，参宿四至少还可以存在个100万年。

而且即便参宿四真的爆发了，大家也不用担心，因为参宿四的自转轴与太阳系方向依然有30多度的差异。而这就意味着磁极发射的超强射线是不会射向地球的，所以呢，担心参宿四引发生物大灭绝的朋友可以安心下来了。好了，今天的故事就到这里，喜欢的朋友点个关注，我们下期见。

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