參宿四超新星爆發時對地球會有什麼影響（不僅是輻射，還有噴射出的氣彈）？

參宿四是附近的一顆紅巨星，預計很快會發生一場壯觀的超新星爆發，因此它為很多天文恐怖故事賦予了靈感。而這些故事常常掩蓋的一點是，“附近”和“很快”都是相對意義上的措辭。天文學家使用這些詞的方式與我們在日常對話中使用這些詞的方式大不相同。

這張由阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）拍攝的照片展示了紅巨星參宿四，這是已知的最大恆星之一。圖片顯示了參宿四與太陽系相比有多大。參宿四將吞沒所有的四個類地行星——水星、金星、地球、火星，甚至氣態巨行星木星。只有土星會超出它的表面。（圖片來源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/E.O'Gorman/P.Kervella）

首先，讓我們看看“很快”這個詞。天文學家估計，參宿四大約有1000萬年的歷史，4萬年前它開始膨脹為紅巨星。這意味著它的核心中的氦已經開始了核聚變，產生了氧和碳，並開始進入核心坍縮和最終的超新星爆發的程序中。究竟需要多長時間才能實現這一過程尚不清楚，天文學家也只能使用恆星演化模型進行估算。反過來，這些模型也取決於參宿四的品質和自轉週期，而這兩個已知量都是不精確的。

三張圖片分別展示了天空中的獵戶座（標記出來的是參宿四）、參宿四的變焦攝影，以及這顆超級巨星有史以來最清晰的照片。（圖片來源：ESO, P.Kervella, Digitized Sky Survey 2 and A. Fujii）

如果像大多數研究表明的那樣，參宿四的品質達到太陽的近20倍，那麼它將在未來10萬年內的某個時候爆發，留下一個類似於仙后座A（Cassiopeia A）的天體飛濺物。它更可能在這個預估時間段的後期爆發，但立刻爆發也並非不可能。不過，即使假設爆發可能在該時間段內的任何時候隨機發生，你在有生之年見證參宿四爆發的機率也不到0.1%。

仙后座A（Cassiopeia A）是大約300年前爆發的一顆大品質恆星的殘骸。X射線照片展示了爆發產生的熱氣體膨脹。（圖片來源：NASA/CXC/SAO 2017.12.27）

再者，如果像一些其他研究所指出的那樣，參宿四的品質接近太陽品質的15倍，那麼它在自轉緩慢的情況下可能需要100萬年或更長時間才能成為超新星。如果這樣的話，你活著看到參宿四爆發的可能性是零。

太陽系行星與大恆星的比較：（1）水星<火星<金星<地球；（2）地球<海王星<天王星<土星<木星；（3）木星<比鄰星<太陽<天狼星；（4）天狼星<北河三<大角星<畢宿五；（5）畢宿五<參宿七<心宿二<參宿四；（6）參宿四<大犬座VY<盾牌座UY（圖片來源：Wikimedia Commons/IStoleThePies）

現在，讓我們來看看“附近”這個詞，要測量地球到像參宿四這樣明亮的紅巨星的距離並不容易。不同測量方法給出的結果從520光年到近700光年不等，大約是距離半人馬座阿爾法星（Alpha Centauri）的150倍。（如圖所示，參宿四在我們的天空中看起來很明亮，因為它本質上很大而且很亮。）即使是估算距離的最小值，參宿四距離地球也很遠，不會對地球造成重大威脅。正如查理·基爾帕特里克（Charlie Kilpatrick）所解釋的，參宿四超新星爆發直接噴射出的物質在到達地球之前很久就會膨脹和冷卻到無關緊要的程度。

紅巨星參宿四的光譜型別為M1-2，位於獵戶座，它是不用雙筒望遠鏡就能看到的最大恆星之一，它的半徑估計約為太陽的887至955倍。（圖片來源：Star Facts）

參宿四超新星爆發的輻射肯定會對地球環境產生一些可測量的影響，但對地球生命的影響可能很小。舉個例子，參宿四離地球太遠，不能使地球大氣層發生明顯的電離。評估這種風險的一種方法是觀察在過去的時間裡附近的超新星爆發造成的後果。要找到這種證據並不容易，這強有力地證明了只有非常近的超新星爆發才會有很大的危險。

這張藝術家製作的圖片展示了超級巨星參宿四，這顆恆星有著幾乎和太陽系一樣大的巨大氣體羽流，其表面有一個沸騰的大氣泡。圖中還提供了以參宿四半徑為單位的比例尺以及它與太陽系的比較。（圖片來源：ESO/L.Calçada）

最近的一項研究聲稱找到了170萬到320萬年前兩次超新星爆發的化學證據。據稱，兩次爆發發生在距地球300光年左右的地方，這意味著其輻射強度是參宿四爆發的預期輻射強度的4倍左右。然而，沒有明顯的跡象表明它們對地球生命有任何影響。它們有可能導致了一段時間內的氣候變冷，但也有可能與氣候變化完全無關。無論如何，在那個時代沒有發生大滅絕。

從統計角度來說，超新星爆發應該每200萬到400萬年在100pc（parsec，秒差距，天文學長度單位，100pc約為326光年）內發生一次。無論它們對古代生命產生了什麼樣的影響，這在化石記錄中都難以辨認。所以也可以說，即使參宿四很快就會爆發，在你的有生之年它仍然不足以構成重大危機，可以少擔心一件事了。

圖解：圖片顯示的是美國國家無線電天文臺座落在新墨西哥州索科洛的甚大天線陣（Very Large Array，VLA）。27只天線每隻的重量是209公噸（230噸），需要時可以在陣列中的軌道上移動，以使用孔徑合成干涉儀進行詳細的研究。

相關知識

參宿四（Betelgeuse），拜耳命名法中著名的獵戶座α（α Orionis或α Ori），是全天第九亮星，也是獵戶座第二亮星，只比鄰近的參宿七（獵戶座β）暗淡一點。它是明顯的紅色半規則變星，視星等在0.2至1.2等之間變化著，是變光幅度最大的一等星。這顆恆星標示著冬季大三角的頂點和冬季六邊形的中心。

圖解：透過ALMA於2017年6月拍攝到的參宿四，這是迄今解析度最高的太陽系外恆星照片，也是ALMA首度清楚觀測到恆星表面

在分類上，參宿四是一顆紅超巨星，並且是已知最大和最亮的恆星之一。如果它位於太陽系的中心，它的表面會超越小行星帶，並可能抵達並超越木星的軌道，完全地席捲掉水星、金星、地球和火星。但是，在上個世紀對參宿四的距離估計從180光年至1,300光年不等，因此對其直徑、光度和品質的估計是很難被證實的。目前認為參宿四的距離大約是640光年，平均的絕對星等是-6.05。

圖解：來自ESO的甚大望遠鏡所顯示的影象，不僅有恆星的盤面，還有以前不知道的被氣體圍繞著的煙羽伴隨著擴充套件的大氣層。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. quora-胖頭魚