與超新星的安全距離是多少？

藝術(shù)家對(duì)超新星或爆發(fā)星的概念構(gòu)想。

（圖片來(lái)源：大衛(wèi)·阿吉拉爾/ 史密森尼學(xué)會(huì)內(nèi)部人士）

在遇到這樣的恒星爆炸時(shí)，地球想要幸免于難，應(yīng)當(dāng)保持與超新星的安全距離是多少？——請(qǐng)繼續(xù)往下看。

距離超新星的安全距離是多少？

超新星是一顆大質(zhì)量恒星在生命末期的劇烈爆炸。如果我們的太陽(yáng)以超新星的形式爆炸，產(chǎn)生的沖擊波及熱量，雖然不至于焚毀整個(gè)地球，但地球朝向太陽(yáng)的一面會(huì)被蒸發(fā)掉?？茖W(xué)家估計(jì)，整個(gè)地球的溫度，大約將上升到太陽(yáng)正常表面溫度的15倍之高。更嚴(yán)重的是，地球?qū)o(wú)法保持在現(xiàn)有軌道上。太陽(yáng)質(zhì)量的驟降，可能會(huì)使行星失去控制，自由漂移進(jìn)太空中。顯然，如果太陽(yáng)超新星爆炸，那么以地球與太陽(yáng)的距離——光需要走8分鐘——來(lái)看，是肯定不安全的。不過(guò)，幸運(yùn)的是，我們的太陽(yáng)，并不是那種注定會(huì)超新星爆炸的恒星。但在太陽(yáng)系以外的其他恒星也許會(huì)，所以，最小的安全距離是多少呢？根據(jù)NASA的說(shuō)法，超新星爆發(fā)只有在距離地球50光年范圍以內(nèi)，我們才能感受到它的破壞性影響。

如果超新星爆發(fā)，發(fā)生在地球附近會(huì)怎樣呢？

那么讓我們來(lái)設(shè)想一下，一顆與地球處在不安全距離內(nèi)的恒星爆炸。比如說(shuō)，這個(gè)超新星距離我們30光年遠(yuǎn)。馬克·里德是哈佛-史密森尼天體物理中心的高級(jí)天文學(xué)家，他說(shuō)：

……如果一顆超新星在距離我們30光年的范圍內(nèi)爆發(fā)，那將對(duì)地球造成巨大影響，可能導(dǎo)致大批量生物滅絕。來(lái)自超新星的X射線和高能伽馬射線，會(huì)破壞臭氧層，而臭氧層本是保護(hù)我們免受太陽(yáng)紫外線傷害的；同時(shí)，還能使大氣中的氮和氧離子化，從而形成大量煙霧狀的氧化亞氮。

此外，如果超新星在30光年內(nèi)爆發(fā)，浮游生物和礁石群落將受到特別大的影響，這將嚴(yán)重耗損海洋食物鏈的底層。

那再假設(shè)爆炸距離稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)。這樣可能會(huì)使地球整體保留下來(lái)，其陸地和海洋的表層生物相對(duì)完整地幸存。但任何相對(duì)較近的爆炸，仍會(huì)向地球拋射大量伽馬射線和其他高能輻射。這些輻射可能導(dǎo)致地球生物基因突變，并且改變我們的氣候環(huán)境。

幸運(yùn)的是，根據(jù)觀測(cè)分析，距離地球50光年范圍內(nèi)，沒(méi)有恒星即將演變成為超新星。

放大視圖 | 藝術(shù)家對(duì)超新星的概念構(gòu)想。

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/歐洲南方天文臺(tái)

不久前的超新星

在已知的人類歷史中，從沒(méi)發(fā)現(xiàn)有超新星在距離我們50光年范圍內(nèi)爆發(fā)。最近一次肉眼可見(jiàn)的超新星爆發(fā)事件，是1987年的超新星1987A。它遠(yuǎn)在大約168000光年之外。

這之前，肉眼可見(jiàn)的最后一顆超新星是1604年由約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒記錄下來(lái)的。它大約在20000光年遠(yuǎn)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(jiàn)！但據(jù)我們所知，它并沒(méi)對(duì)地球造成影響。

2011年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的超新星1987A殘骸的光學(xué)波長(zhǎng)圖像。這顆超新星是幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)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(wèi)星星系）中的蜘蛛星云的邊緣位置。距離地球約168000光年。

圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/歐洲航天局/P.查利斯（哈佛史密森尼太空物理中心）

距離最近的，有可能成為超新星的恒星，到底有多遠(yuǎn)？

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質(zhì)量恒星，在距地球50光年的范圍內(nèi)，沒(méi)有質(zhì)量大到如此的恒星；I型超新星，發(fā)生在一顆小而微弱的白矮星，由于伴星物質(zhì)的注入而坍塌時(shí)。這些恒星很暗淡，很難被找到，所以我們無(wú)法確定周?chē)降子卸嗌兕w。可能50光年內(nèi)有幾百顆，但我們不知道有哪顆即將爆炸。

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(tǒng)的一部分，距離我們的太陽(yáng)及太陽(yáng)系大約150光年。

系統(tǒng)中的主星——IK Pegasi A星——是一顆普通的主序星，與我們的太陽(yáng)沒(méi)有什么不同。潛在的I型超新星是雙星系統(tǒng)中的另一顆恒星——IK Pegasi B星，這是一顆大質(zhì)量的白矮星，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(yáng)的距離更近。當(dāng)A星開(kāi)始演化成紅巨星時(shí)，預(yù)計(jì)它體積會(huì)增加一個(gè)半徑大，B星可以從A星膨脹的氣體包層中吸積物質(zhì)。當(dāng)B星的質(zhì)量增長(zhǎng)到足夠大時(shí)，它可能會(huì)自行坍塌，并在這個(gè)過(guò)程中以超新星的形式爆炸。

尺寸對(duì)比：IK Pegasi A（圖左）、體積小但質(zhì)量巨大的IK Pegasi B（圖中下部）和 我們的太陽(yáng)（圖右）。其中看起來(lái)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(yuǎn)。

圖片來(lái)源：RJ Hall/維基共享

那么，參宿四呢？

每當(dāng)我們關(guān)注超新星時(shí)，都會(huì)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(jià)的。參宿四是天空中最著名的恒星之一，因?yàn)樗幸惶鞎?huì)爆炸。由于參宿四巨大的能量需求，所以燃料消耗得很快（相對(duì)而言），事實(shí)上，參宿四的壽命已經(jīng)接近尾聲了。未來(lái)不久的某一天（從天文學(xué)角度來(lái)說(shuō)），它將耗盡燃料，在自身重力作用下向中心坍塌，然后又反向向外，以II型超新星的形式，劇烈爆炸。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，參宿四將在幾周或幾個(gè)月內(nèi)變得極其明亮，也許與滿月一樣明亮，且在大白天就可見(jiàn)。

這種狀況什么時(shí)候會(huì)發(fā)生？也許在我們有生之年都不會(huì)，但沒(méi)人真正知道。可能是明天，也可能是一百萬(wàn)年后的未來(lái)。當(dāng)它真的發(fā)生時(shí)，我們會(huì)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(huì)因此受到傷害。因?yàn)閰⑺匏木嚯x地球太遠(yuǎn)了，有足足430光年遠(yuǎn)。

參宿四是獵戶座左肩部的橙色星。

這張照片由羅杰里奧·貝納爾·安德烈拍攝，是拍攝于2010年10月23日當(dāng)天的天文學(xué)照片。（圖片來(lái)源：維基共享）

超新星在我們的銀河系中多久爆發(fā)一次？

沒(méi)人知道?？茖W(xué)家猜測(cè)，超新星的高能輻射已經(jīng)導(dǎo)致地球物種，甚至是人類的基因突變。

一種研究表明，地球附近，可能每1500萬(wàn)年會(huì)發(fā)生一次危險(xiǎn)的超新星事件。還有另一種說(shuō)法：平均每2.4億年，會(huì)有一次超新星爆炸，發(fā)生在距離地球10秒差距（33光年）以內(nèi)。所以你看，對(duì)于超新星爆發(fā)的規(guī)律，我們真的不確定。但你可以將那些數(shù)據(jù)，與人類存在的幾百萬(wàn)年、以及地球的45億年年齡進(jìn)行對(duì)比考量。

如果你這么做，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，肯定有過(guò)超新星在地球附近爆發(fā)……但是，在人類可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)里可能不會(huì)的。

最后，回到主題：與超新星的安全距離是多遠(yuǎn)？要想幸存下來(lái)，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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參考資料

1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3.原文來(lái)自：https://earthsky.org/astronomy-essentials/safe-distance-from-a-supernova-earth/

本文由天文志愿文章組-椒椒翻譯自文章作者earthsky的作品，如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除。

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