奇闻异事 太阳是太阳系内全部行星体积总和的700多倍-体积是太阳7亿倍,爆炸后能让天文界地震,参宿四到底有多危险? 在浩瀚的宇宙星体中,亮度排名第八的星体就是参宿四,而且它也是在猎户星座中亮度排名第二的恒星星体。

参宿四表面看起来是有些泛红的,这是因为参宿四是变星体,并且其视星是从0.2至1.2中间不断变化的,是一级恒星中变化幅度最大的星体。
参宿四是红色超级巨星 参宿四是一颗红色的超级巨星,它是这偌大恒星星体中体积较大的一个,亮度也是相对较高的。
若让参宿四处在太阳系中间那它的面积将会比小行星带大得多,更甚至会赶超木星的面积或者是将覆盖水星、地球、金星和火星。
20世纪的科学家们对参宿四进行推算,它与地球的距离是180到1300光年。
但是要精确地计算出参宿四的直径、亮度、质量是一件不容易的事情,被广泛认可的科学推算是参宿四距地球约有640光年。
参宿四具有以下几个特点,第一它是一个濒临灭亡的星球处于灭亡的边缘,同时将一个又一个的大气泡释放到宇宙中;
第二因为它是一个质量很大的红色超巨星,因此在最后它将自己变成一个超新星爆炸。
参宿四有一个复杂且并不对称的外层,它是由参宿四表面喷出的大量气体造成的质量损失。
同时有迹象表明在这一气团中,可能存在着环绕着参宿四旋转的伴星,这可能就是参宿四有种种异常表现的原因所在。
参宿四已经进入恒星演化后期 参宿四仅有一千万年的寿命,但是它正在快速地演化并且已经进入恒星演化的后期,有望在之后一百万年里成为第二类型超新星形式爆发。
据估计参宿四离地球约640光年,所以极可能参宿四已经成了一颗超新星,只不过它的光芒还没到人类所能测算的范围内。

关于参宿四的记载最早是1836年由英国天文学家赫歇尔描述的。
赫歇尔发现参宿四在1836年到1840年之间它的亮度呈上升趋势随后又呈下降趋势;
从1849年开始又有另一次短暂的变动,到1852年达到高峰值。
此后的研究人员在参宿四上发现了一个异常的最大光亮值,与之前观测到的高峰值相隔数年,但是从1957年到1967年之间这一阶段光亮的高峰值又发生了细微的变化。
在北半球自一月份开始参宿四就由太阳落下后在东方升起,到了三月中旬参宿四就会出现在夜空中的最南端,如果居住在悉尼、布宜诺斯艾利斯或者开普敦这些南半球的大城市都能看到它以接近49度的角度从地平线上方缓缓升起。
人类对参宿四的认识表明参宿四是一种脉动型的变化星体,它自身的外部结构会渐渐地膨胀或者收缩,使它的光球层的大小发生了周期性的变化并伴随着表面温度的波动,进而使其亮度发生了周期性的波动。
之所以参宿四这类红超巨星会产生脉动是因为它的星体的大气本身就很不稳定。
当恒星星体缩小时,它们会吸收大量从它们这经过的能量从而使大气加热而膨胀。
而当星体开始膨胀时,它的大气层就会变得稀薄导致能量的流失同时大气层的温度也会下降。
参宿四将来会变成什么样子? 参宿四是宇宙中既大又明亮的星体之一。
据估算参宿四的半径大约是5.5个天文单位,约为太阳的直径的近一千倍。
参宿四表面积非常大,并且它的周围还有一个非常复杂的光球层,亮光要穿过这个巨大的外层至少就要花费三年的时间。

参宿四的平均密度非常低可以忽略不计,也正是由于参宿四的质量很轻,所以科学家们经常把它叫做炽热的红色真空。
参宿四的变化是与它自身的质量有关,但人类对这一重要参数并不十分清楚。
较为可信的情况就是这个超巨星大可能会持续燃烧融合它的元素,直至参宿四的核心全部由铁质构成,到那时它可能会以Ⅱ型超新星的样子爆发,并且在此期间可能会导致参宿四恒星的核心塌陷,从而最后只剩下一个直径大约在20公里的中子星残骸。
根据参宿四的尺寸大小科学家们进行预测,以它本身的年纪来讲,可能在不久的将来参宿四就会发生爆炸。
但是要准确地判断出超新星在什么时候爆炸,人类需要解决参宿四中的质量丢失这一关键问题。
从现有资料来看参宿四的大爆炸将在未来一百万年内发生,也有科学家预测最快将在未来的一千年内发生,这是根据在猎户座星际分子云复合体内发现了一些不寻常的现象,证明该区域曾有过多起超新星大爆炸。
参宿四爆炸后对地球不会有太大威胁,是因为参宿四的旋转轴线并不是朝向地球的,因此它的超新星爆炸也不会向地球发射伽马射线暴,所以说这样也就不会导致对地球生态系统造成破坏。
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为什么冲日前后是观测灶神星的好时机?中国科学院紫金山天文台科普主管王科超说,冲日是指天体与太阳的地心视黄经相差180度,此时天体、地球、太阳三者近似排成一条直线,地球恰好位于中间。
冲日前后,灶神星处于本轮会合周期中距离地球较近的阶段,被太阳照射的一面几乎完全朝向地球,亮度高且整夜可见,因此观测条件最为有利。
“10月中旬的前后数周都比较适合观测。
”王科超介绍,冲日时,灶神星在日落时从东方升起,几乎整夜可观测。
天文爱好者可借助双筒望远镜寻找它。
由于人类肉眼的观测极限约为6等,视力极佳的观测者,在无光污染的暗夜环境下有机会尝试肉眼观测它。
无论用肉眼还是用望远镜观测,灶神星均呈现星点形态。
“灶神星在星空中的位置也并非固定,相对于背景恒星每天会略微向西移动,但移动幅度很小。
借助星图定位,并连续观察几晚,就有机会从相对固定的背景恒星中辨认出这个会慢慢‘挪动’的小行星星点。
”王科超说。
值得一提的是,灶神星与地球距离最近时发生在10月9日,比冲日早4天,并非恰好发生在冲日当天。
王科超解释道,冲日看的是天体与太阳在天空中的相对位置,而不是距离远近。
灶神星的轨道既不是正圆,也与地球轨道不在同一平面,其轨道与黄道面存在约7度的倾角,因此“方向最对”和“距离最近”并不一定落在同一天。
王科超介绍,灶神星于1807年3月29日被发现,是人类发现的第四颗小行星。
灶神星个头相对较大、反照率高,是从地球上看最亮的小行星。
灶神星还有一个特别之处:地球上已经找到了来自它的陨石。
王科超解释道,陨石是太阳系天体形成和演化过程中不同阶段残留的“化石”。
灶神星在漫长的演化过程中经历过剧烈撞击,一些表面岩石由此被抛入太空,部分碎片最终落到地球。
在地球上收集到的无球粒陨石中,有一大类被称为HED族无球粒陨石。
HED取自三类陨石英文名称的首字母,分别是古铜钙长无球粒陨石(Howardite)、钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)和古铜无球粒陨石(Diogenite),它们被认为来自灶神星。
“绝大多数陨石很难确定母体来源,但HED陨石不仅是已发现无球粒陨石中数量最多的族群之一,而且母体来源明确,这些‘送到地球的灶神星样品’为科学家研究灶神星的形成演化和撞击历史提供了重要依据。
”王科超说。
(新华社)
图片来源:比尔英戈尔斯 未来的航天器或许可以通过从行星、阳光和太阳风中获取动量而非使用机载燃料来飞得更远。
每一种传统火箭都面临着同样的问题:它必须携带用于推进自身的物质。
自从康斯坦丁齐奥尔科夫斯基提出火箭方程以来,航天器一直通过燃烧燃料并向后喷射来依据牛顿第三定律向前运动。
但是添加推进剂也会增加重量,这就需要更多燃料来加速更重的飞行器。
这种复合负担对任务造成了严重限制,也使得星际旅行显得异常困难。
如果航天器不需要携带推进剂就能移动呢? 一篇全面的综述通过研究太空飞行的无推进剂推进技术来探索这种可能性。
这些方法不依赖化学燃烧,而是从太空中已存在的力中获取能量或动量,有可能支持传统火箭无法完成的任务。
旅行者号航天器成功利用引力弹弓效应探索了外行星。
图片来源:美国国家航空航天局喷气推进实验室 引力助推用燃料换取时间 引力弹弓是最成熟的无推进剂方法,几十年来一直用于引导航天器。
工程师会在精心选择的时间和角度让航天器掠过行星,使其获得行星轨道动量的一小部分,无需燃烧燃料即可加速。
旅行者号曾利用这一策略到达所有四颗外行星。
它的主要限制在于时机:所需行星必须正确排列,因此发射机会很少,且可行路线受限。
帆利用阳光和太阳风 太阳帆通过利用太阳光的辐射压力提供更持续、更便捷的推进力。
这些巨大的薄膜通过反射光子产生推力,无需燃料就能缓慢但持续地加速。
日本的IKAROS探测器曾成功演示了这项技术,仅依靠太阳光就抵达了金星。
然而,太阳帆需要巨大、轻如蛛丝的材料,这些材料必须在恶劣的太空环境中存活多年,且其性能会随着与太阳距离的增加而显著下降。
伊卡洛斯(IKAROS),这颗展示了太阳帆技术的日本卫星。
图片来源:日本宇宙航空研究开发机构(JAXA) 磁帆采用不同的方法,利用超导线圈产生强大的磁场来偏转太阳风——从太阳持续流出的带电粒子流。
通过推动这种等离子体,磁帆不消耗推进剂就能产生推力。
它们可能比太阳帆提供更好的加速度,且不会像反射膜那样随时间退化。
问题在于?产生所需的磁场需要巨大的超导线圈,其半径可能达到50公里,并且需要维持在低温环境下。
建造和部署此类结构的技术目前根本不存在。
电帆是一种较新的变体,它使用带电系绳而非磁场来排斥太阳风质子。
这类系统有望比磁帆更轻,但它们同样需要部署极长的轻质导线,并且需要大量电力来维持必要的电荷。
每种方法都有其取舍 每种无推进剂方法都有独特优势,但也面临着不同的工程难题。
引力助推目前可行,但需要精确的行星排列。
太阳帆能提供稳定推力,但需要大型且精密的结构。
磁帆和电帆可避免材料退化,但所需技术仍在研发中。
该综述明确指出,没有哪一种单一方法能解决所有挑战,但这些方法结合起来可能从根本上改变我们探索太阳系及更远空间的方式。
对于真正雄心勃勃的星际空间任务而言,不携带推进剂可能不仅是有利的,甚至可能是绝对必要的。
参考文献10.1016j.actaastro.2026.01.024 改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。
相关知识 星辰是宇宙中闪烁的天体,包括遥远的恒星、环绕行星的卫星,以及偶尔划过天际的流星。
它们在黑暗中散发微光,曾是古人辨别方向的指南,也承载着人类对宇宙的好奇与想象。
每一颗星辰都有自己的故事,有的诞生于星云坍缩,有的在星系间流浪,是浩瀚宇宙写给地球的浪漫诗篇。
BY: Mark Thompson, Universe Today FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处