【原】640光年外的參宿四超新星爆發(fā)，真會威脅到地球嗎？

星辰大海種花家 2019-11-18

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關(guān)于世界末日的傳聞想必各位已經(jīng)看得不要不要了，無論是真正的五大生命滅絕事件，還是諾查丹瑪斯或者霍金的預言，末日論總是出鏡率最高的，各大媒體分析時會將超新星爆發(fā)作為一個非常重要的威脅而列在其中，因為地質(zhì)史上的滅絕事件據(jù)信有多次是超新星爆發(fā)造成，作為距離地球最近，在未來最有可能爆發(fā)成超新星的參宿四，會真的威脅到地球嗎？

SN1994D超新星爆發(fā)

為什么會超新星爆發(fā)？

超新星是大質(zhì)量恒星演化的一個階段，一般這種恒星的質(zhì)量會在太陽質(zhì)量的8-10倍以上，因為足夠質(zhì)量的恒星才會在中心形成鐵核，此時在恒星的外殼是氦燃燒階段就極度膨脹的氣殼，而越向內(nèi)則是不斷累積的重元素堆積殼層，猶如一個洋蔥，形成的元素越重，其聚變就越劇烈，最后鐵核的形成可能只需要幾天乃至幾小時，元素從氦聚變到鐵時，再不會前進一步，因為鐵以后的元素聚變無法通過原子核聚變發(fā)生。

當然鐵核形成時，恒星距離超新星爆發(fā)可能就只能以分鐘計算了，外殼和內(nèi)核在沒有輻射壓的支撐下坍縮，將會導致溫度迅速增加，參宿四的質(zhì)量大約是太陽的12倍左右，不至于形成黑洞，因此坍縮時可能會經(jīng)歷如下情形：

失控的核聚變：內(nèi)核周圍的非鐵元素將瞬間達到聚變條件。
簡并內(nèi)核開始坍縮時會產(chǎn)生光致蛻變和電子捕獲的β衰變，爆發(fā)出電中微子流。
坍縮密度增加時，中微子輻射將被阻斷，參宿四的內(nèi)核只能達到中子簡并態(tài)，它將阻止恒星進一步坍縮。此時內(nèi)核將達到1000億K，熱中微子形成中微子反中微子對，此時爆發(fā)的能量大約為10^46J，相當于10%的靜止質(zhì)量徹底轉(zhuǎn)換而成的能量，整個過程持續(xù)約10S左右，這是這一類超新星爆發(fā)的能量來源方式。
坍縮的外殼和停止坍縮的內(nèi)核撞擊產(chǎn)生的激波，并且將獲得從中心中微子脈沖吸收約10^44J的能量，這將會使外殼的所有物質(zhì)拋離恒星，也就是我們見到的超新星爆發(fā)！
有可能會產(chǎn)生相對論噴流和導致伽瑪射線暴

這是8-10倍以上（12倍的參宿四剛好在這個區(qū)間內(nèi)）的爆發(fā)過程，當然還有多種超新星爆發(fā)模式，每種機理非常復雜，而質(zhì)量與形式則是最大的區(qū)別，比如Ia型超新星是白矮星通過吞噬恒星物質(zhì)超過錢德拉塞卡極限（1.44倍）時形成的超新星爆發(fā)，因此每次質(zhì)量一致性非常高，爆發(fā)能量也相同，因此被作為標準燭光。

白矮星伴星型Ia型超新星爆發(fā)

超新星爆發(fā)的幾個影響。

超新星影響周圍的幾個方式，一般就是通過直接沖擊波影響，光輻射影響以及伽瑪射線暴影響三種方式，而根據(jù)方式的不同影響范圍也不盡相同。

超新星爆發(fā)的高能物質(zhì)沖擊

爆發(fā)過程會有大量的恒星高能物質(zhì)噴射，其范圍將是整個恒星系，比如太陽超新星爆發(fā)（太陽只是氦閃，會有物質(zhì)拋射，但沒有那么劇烈），整個太陽系將會毀滅，甚至都能摧毀伴星，當然1572年的第谷超新星爆發(fā)時，伴星幸存了下來！

如果其宜居帶內(nèi)有行星，其實紅巨星時代行星就已經(jīng)毀滅，但超新星爆發(fā)會將其徹底摧毀，《星際迷航11》中的一個橋段就是斯波克駕駛飛船拯救一顆即將爆發(fā)超新星的恒星時失誤，超新星提前爆發(fā)摧毀了羅慕倫星而招致報復的故事。其實理論上這種可能性不存在，因為一顆即將爆發(fā)的超新星周圍不可能存在能發(fā)展成高級文明的行星，不是已經(jīng)被摧毀，就是新的宜居帶沒有足夠時間發(fā)展。

光輻射影響

超新星光度急劇增加，幾個星期內(nèi)釋放的能量超過太陽整個生命周期的所有輻射能，超新星爆發(fā)的輻射將會是數(shù)十光年范圍稱為死亡之地，比如地球周圍大約30光年內(nèi)，任何一種超新星爆發(fā)將會對地球產(chǎn)生毀滅性的影響，并不是傳說中的伽瑪射線暴，而是普通的光輻射即可，比太陽位置換成天狼星的輻射還要強得多，并且持續(xù)幾個星期，也許只有極夜區(qū)才會有生命幸存！

伽瑪射線暴

伽瑪射線暴主要通過兩極相對論噴流出射出，由于輻射比較其中，因此它的影響范圍可達數(shù)百光年，例如地球周圍數(shù)百光年內(nèi)的超新星爆發(fā)，如果兩極對著地球，那么地球?qū)⒃馐苜が斏渚€暴的轟擊，大氣中的臭氧將和氮結(jié)合，地球失去臭氧保護，高能伽馬射線甚至直達地表，轟擊生物DNA致其斷裂，繼而導致大規(guī)模生命滅絕。

地球會受到參宿四爆發(fā)影響嗎？

參宿四距離地球約640光年，遠在高能物質(zhì)沖擊和光輻射的直接影響之外，而參宿四的自轉(zhuǎn)軸和地球也有比較大的傾角，因此這兩者并不會直接影響地球，假如參宿四爆發(fā)，人類則可以看一場好戲，不過比較可惜的是，參宿四爆發(fā)最多持續(xù)數(shù)周乃至數(shù)月時間，之后獵戶座將會缺少一個肩膀！