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很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

與超新星的安全距離是多少?

藝術家對超新星或爆發星的概念構想。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

(圖檔來源:大衛·阿吉拉爾/ 史密森尼學會内部人士)

在遇到這樣的恒星爆炸時,地球想要幸免于難,應當保持與超新星的安全距離是多少?——請繼續往下看。

距離超新星的安全距離是多少?

超新星是一顆大品質恒星在生命末期的劇烈爆炸。如果我們的太陽以超新星的形式爆炸,産生的沖擊波及熱量,雖然不至于焚毀整個地球,但地球朝向太陽的一面會被蒸發掉。科學家估計,整個地球的溫度,大約将上升到太陽正常表面溫度的15倍之高。更嚴重的是,地球将無法保持在現有軌道上。太陽品質的驟降,可能會使行星失去控制,自由漂移進太空中。顯然,如果太陽超新星爆炸,那麼以地球與太陽的距離——光需要走8分鐘——來看,是肯定不安全的。不過,幸運的是,我們的太陽,并不是那種注定會超新星爆炸的恒星。但在太陽系以外的其他恒星也許會,是以,最小的安全距離是多少呢?根據NASA的說法,超新星爆發隻有在距離地球50光年範圍以内,我們才能感受到它的破壞性影響。

如果超新星爆發,發生在地球附近會怎樣呢?

那麼讓我們來設想一下,一顆與地球處在不安全距離内的恒星爆炸。比如說,這個超新星距離我們30光年遠。馬克·裡德是哈佛-史密森尼天體實體中心的進階天文學家,他說:

……如果一顆超新星在距離我們30光年的範圍内爆發,那将對地球造成巨大影響,可能導緻大批量生物滅絕。來自超新星的X射線和高能伽馬射線,會破壞臭氧層,而臭氧層本是保護我們免受太陽紫外線傷害的;同時,還能使大氣中的氮和氧離子化,進而形成大量煙霧狀的氧化亞氮。

此外,如果超新星在30光年内爆發,浮遊生物和礁石群落将受到特别大的影響,這将嚴重耗損海洋食物鍊的底層。

那再假設爆炸距離稍微遠一點點。這樣可能會使地球整體保留下來,其陸地和海洋的表層生物相對完整地幸存。但任何相對較近的爆炸,仍會向地球抛射大量伽馬射線和其他高能輻射。這些輻射可能導緻地球生物基因突變,并且改變我們的氣候環境。

幸運的是,根據觀測分析,距離地球50光年範圍内,沒有恒星即将演變成為超新星。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

放大視圖 | 藝術家對超新星的概念構想。

圖檔來源:美國宇航局/歐洲南方天文台

不久前的超新星

在已知的人類曆史中,從沒發現有超新星在距離我們50光年範圍内爆發。最近一次肉眼可見的超新星爆發事件,是1987年的超新星1987A。它遠在大約168000光年之外。

這之前,肉眼可見的最後一顆超新星是1604年由約翰内斯·開普勒記錄下來的。它大約在20000光年遠的地方,比夜空中的任何一顆星星都要更明亮,甚至于在白天都看得見!但據我們所知,它并沒對地球造成影響。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

2011年,哈勃太空望遠鏡拍攝的超新星1987A殘骸的光學波長圖像。這顆超新星是幾個世紀以來距離最近的一顆,僅憑肉眼就能看到。它位于大麥哲倫星系(銀河系的衛星星系)中的蜘蛛星雲的邊緣位置。距離地球約168000光年。

圖檔來源:美國宇航局/歐洲航天局/P.查利斯(哈佛史密森尼太空實體中心)

距離最近的,有可能成為超新星的恒星,到底有多遠?

首先,有兩種不同的超新星。II型超新星是一顆衰老坍塌的大品質恒星,在距地球50光年的範圍内,沒有品質大到如此的恒星;I型超新星,發生在一顆小而微弱的白矮星,由于伴星物質的注入而坍塌時。這些恒星很暗淡,很難被找到,是以我們無法确定周圍到底有多少顆。可能50光年内有幾百顆,但我們不知道有哪顆即将爆炸。

IK Pegasi B星是已知的、最接近地球的超新星前體候選星。它是雙星系統的一部分,距離我們的太陽及太陽系大約150光年。

系統中的主星——IK Pegasi A星——是一顆普通的主序星,與我們的太陽沒有什麼不同。潛在的I型超新星是雙星系統中的另一顆恒星——IK Pegasi B星,這是一顆大品質的白矮星,體積非常小,而密度極高,其與IK Pegasi A星的距離,比水星與太陽的距離更近。當A星開始演化成紅巨星時,預計它體積會增加一個半徑大,B星可以從A星膨脹的氣體包層中吸積物質。當B星的品質增長到足夠大時,它可能會自行坍塌,并在這個過程中以超新星的形式爆炸。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

尺寸對比:IK Pegasi A(圖左)、體積小但品質巨大的IK Pegasi B(圖中下部)和 我們的太陽(圖右)。其中看起來最小的恒星,就是距離我們最近的已知超新星前體候選星,約150光年遠。

圖檔來源:RJ Hall/維基共享

那麼,參宿四呢?

每當我們關注超新星時,都會有一顆恒星不可忽略,那就是參宿四,它是我們天空中最亮的恒星之一,是著名的獵戶座的一部分。參宿四是一顆超巨星。它的亮度非常高。

然而,這樣的光亮是有代價的。參宿四是天空中最著名的恒星之一,因為它有一天會爆炸。由于參宿四巨大的能量需求,是以燃料消耗得很快(相對而言),事實上,參宿四的壽命已經接近尾聲了。未來不久的某一天(從天文學角度來說),它将耗盡燃料,在自身重力作用下向中心坍塌,然後又反向向外,以II型超新星的形式,劇烈爆炸。當這種情況發生時,參宿四将在幾周或幾個月内變得極其明亮,也許與滿月一樣明亮,且在大白天就可見。

這種狀況什麼時候會發生?也許在我們有生之年都不會,但沒人真正知道。可能是明天,也可能是一百萬年後的未來。當它真的發生時,我們會在夜空中目睹一次極為壯觀的天文事件,但地球上的生命不會是以受到傷害。因為參宿四距離地球太遠了,有足足430光年遠。

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參宿四是獵戶座左肩部的橙色星。

這張照片由羅傑裡奧·貝納爾·安德烈拍攝,是拍攝于2010年10月23日當天的天文學照片。(圖檔來源:維基共享)

超新星在我們的銀河系中多久爆發一次?

沒人知道。科學家猜測,超新星的高能輻射已經導緻地球物種,甚至是人類的基因突變。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

一種研究表明,地球附近,可能每1500萬年會發生一次危險的超新星事件。還有另一種說法:平均每2.4億年,會有一次超新星爆炸,發生在距離地球10秒差距(33光年)以内。是以你看,對于超新星爆發的規律,我們真的不确定。但你可以将那些資料,與人類存在的幾百萬年、以及地球的45億年年齡進行對比考量。

很幸運:距離地球50光年的安全範圍内,沒有超新星前體候選星!

如果你這麼做,你會發現,肯定有過超新星在地球附近爆發……但是,在人類可預見的未來裡可能不會的。

最後,回到主題:與超新星的安全距離是多遠?要想幸存下來,地球必須距離爆炸的恒星至少50光年!

BY: earthsky

FY: 椒椒

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選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-椒椒

稽核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

美觀:天文志願文章組-

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://earthsky.org/astronomy-essentials/safe-distance-from-a-supernova-earth/

本文由天文志願文章組-椒椒翻譯自文章作者earthsky的作品,如有相關内容侵權,請在作品釋出後聯系作者删除。

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