如果天狼星發(fā)生超新星爆發(fā)，會摧毀地球生態(tài)嗎？科學(xué)告訴你答案

天狼星是肉眼可見距離地球最近的恒星之一，距離我們約8.6光年。如果這顆恒星發(fā)生超新星爆發(fā)，將有多大能量，會摧毀地球生態(tài)嗎，或者說人類還有救嗎？

現(xiàn)在，我們就根據(jù)現(xiàn)有科學(xué)常識來分析一下。

先說說天狼星是怎樣的恒星

其實距離我們最近的恒星是比鄰星，距離我們約4.22光年，但這是一顆很小的紅矮星，質(zhì)量約為太陽的12%，因此人類肉眼看不見。但比鄰星是一顆三合星系統(tǒng)，其余的兩顆叫南門二A和B，質(zhì)量和太陽差不多，是人眼可見恒星排在第三的亮星。

距離我們較近的恒星還有巴納德星，這也是一顆紅矮星，質(zhì)量約為太陽的15%，肉眼也是看不見。再遠點就是天狼星了，距離我們約為8.6光年，是除了太陽，恒星中最亮的那一顆，最亮?xí)r視星等達到-1.47.

天狼星是一顆雙合星系統(tǒng)，我們看到最亮的那顆星是天狼星A，這是一顆藍矮星，質(zhì)量約為太陽的2倍，直徑約太陽的1.7倍，表面溫度約10000K，星齡約2.42億歲，壽命約為17.6億年。

太陽是一顆黃矮星，質(zhì)量約為2*10^30千克。比太陽質(zhì)量和亮度更大的恒星叫藍矮星。但不管黃矮星還是藍矮星，約太陽質(zhì)量0.5倍以上到8倍的恒星，演化末期是變成一顆紅巨星，之后外圍氣體物質(zhì)逐漸膨脹消散在太空，核心留下一顆白矮星。

現(xiàn)代天文物理學(xué)認為，只有質(zhì)量足夠大的恒星，演化后期才有可能發(fā)生超新星爆發(fā)，這個質(zhì)量要求是至少達到太陽的8倍。這類恒星當(dāng)核心氫燃料燒完后的演化后期，巨大的重力壓力會讓核聚變連鎖發(fā)生，一直進行到鐵為止， 最終坍縮導(dǎo)致熱核失控，將外殼甚至整個星體炸毀。

根據(jù)這種演化規(guī)律，天狼星A是沒有機會成為超新星的。但問題就出在天狼星是一個雙星系統(tǒng)，所謂雙星系統(tǒng)就是有兩顆恒星在引力作用下捆在一起相互纏繞運行。天狼星B是一顆質(zhì)量小于天狼星A的伴星，但實際上，它是一顆已經(jīng)死亡的恒星~白矮星。

這顆白矮星的質(zhì)量和太陽差不多，這說明其死亡前是一顆比天狼星A質(zhì)量還要大的恒星。天文學(xué)家們建模估算，天狼星B在死亡前很可能是一顆約太陽質(zhì)量5倍的藍矮星。

白矮星是一種高致密特殊天體，由于其體積極小，質(zhì)量有太陽這么大，體積卻只有地球這么大，因此其原子被極端重力壓扁了，星球物質(zhì)成為依靠電子簡并壓支撐的致密特殊物質(zhì)，密度高達每立方厘米1~10噸。

白矮星雖然是一種恒星尸骸，但死而未僵，由于其極大的引力，會將靠近自身的星際物質(zhì)吸附過來，又叫吸積。研究發(fā)現(xiàn)，電子簡并壓的最大極限只能支撐1.44倍太陽質(zhì)量，這個規(guī)律是一位叫蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡的印度裔美籍物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的，人們就把這個界限稱為錢德拉塞卡極限。

當(dāng)白矮星吸積將自身質(zhì)量增加到錢德拉塞卡極限時，重力就會導(dǎo)致星體進一步坍縮，由電子簡并壓向中子星簡并壓驟變，這種瞬間的突然坍縮，就會激發(fā)白矮星整個星體的碳核聚變，瞬間的能量無法釋放，熱失控導(dǎo)致巨大能量爆發(fā)，這種爆發(fā)就叫l(wèi)a型超新星爆發(fā)。

天狼星B會吸積超過錢德拉塞卡極限嗎？

我的回答是很有可能。這是因為天狼星這個雙星系統(tǒng)距離并不遠，兩顆恒星平均距離約為20AU，也就是20個天文單位，即地球到太陽的平均距離，約為1.5億千米，20AU就是約30億千米。

天狼星B要吸積將自身質(zhì)量增加到1.44倍太陽質(zhì)量，光靠空曠的太空有一點點塵埃是遠遠不夠的，它必須大量吸食天狼星A身上的物質(zhì)，才有可能將自身質(zhì)量增加到錢德拉塞卡極限。

我們太陽系只有一顆恒星，太陽的引力鎖住了八大行星和若干顆矮行星，還有幾百顆行星衛(wèi)星和無數(shù)顆小行星、塵埃等，引力影響勢力范圍達到1光年以上。距離太陽最遠的行星海王星有30AU，冥王星更是距離40AU。

天狼星雙星相距只有20AU，因此，天狼星B要從天狼星A那里弄點食物并非不可能。

但這么遠距離，B要從A身上弄到0.44個太陽質(zhì)量似乎很難，到天荒地老也難以達到。機會可能會發(fā)生在天狼星A壽終正寢的時候，也就是15億年之后。當(dāng)天狼星核心的氫燃燒完之后，核聚變就會朝著氦、鋰、鈹、硼、碳順序一路演化，最終到碳結(jié)束。

與此同時，其外圍物質(zhì)由于恒星引力和內(nèi)部輻射變化而膨脹，恒星半徑會擴大200~300倍。這樣，半徑約119萬千米的天狼星A，變成紅巨星半徑就約為2.38~3.57億千米。雖然如此，兩星之間的距離還是很遠。B星的機會是A星的膨脹會不斷繼續(xù)，最終這個星球外圍約70%以上的物質(zhì)都會擴散到周邊的太空中。

這樣，就會有許多流離失所的星際物質(zhì)被天狼星B巨大的引力所捕獲。天狼星A流失到太空的1.4倍太陽質(zhì)量的物質(zhì)，最終能被天狼星B幸運地捕獲達到驚天一爆的質(zhì)量嗎？難說。

不過，由于這兩顆星是相互纏繞著運動，約9.1年一個周期，在這樣一個周期里，天狼星B很可能會像電腦游戲貪吃蛇吃豆豆那樣，將擴散到軌道附近的A星物質(zhì)吃個精光，這樣就足以聚集到驚天一爆的能量了。

天狼星爆發(fā)成超新星的能量有多大，對地球有什么影響？

白矮星爆發(fā)的超新星被稱為la超新星，其爆發(fā)條件遵循錢德拉塞卡極限，也就是1.44個太陽質(zhì)量。因此所有l(wèi)a超新星都是極為標(biāo)準的能量爆發(fā)，爆發(fā)的能量相當(dāng)，爆發(fā)的亮度和光變曲線也基本是一樣的。

這樣，只要發(fā)現(xiàn)這種la超新星爆發(fā)，無論這種爆發(fā)發(fā)生在多遠，其絕對星等都應(yīng)該是一樣的。但距離不同，恒星的視星等就不一樣了，也就是看到的亮度就不一樣了，這兩種亮度是可以換算的，通過換算就能夠得到這個爆炸發(fā)生在多遠距離，因此這種la超新星被稱為宇宙中的標(biāo)準燭光。

宇宙天體發(fā)出的能量與亮度是成正比的，因此只要得到天體亮度，就能夠計算出其能量。衡量天體亮度的標(biāo)桿為星等，絕對星等是指自身發(fā)光的天體在距離32.6光年位置的亮度，視星等則是人眼能夠看到的亮度。

星等亮度是數(shù)值越小越亮，負得越多越亮，每個星等亮度相差2.512倍。太陽絕對星等為4.83等，la超新星爆發(fā)時的絕對星等可達-19.5等，也就是約為太陽亮度的40億倍。

超新星爆發(fā)時輻射的能量可達10^46焦耳/秒，而太陽的輻射能量為3.78*10^26焦耳/秒，太陽一生100億年的輻射總量約為1.2*10^44焦耳，也就是說，la超新星爆發(fā)輻射的能量相當(dāng)1萬億億個太陽輻射的能量，相當(dāng)83顆太陽一生的輻射總量。

那么，在天狼星位置如果發(fā)生la超新星爆發(fā)，其能量對地球有什么影響呢？有人說，超新星爆發(fā)能夠摧毀50光年半徑的一切生命。這種力量我們?nèi)绾卫斫饽兀?/p>

科學(xué)研究認為，超新星爆炸會將整個星體炸為極細的微粒，這些高能帶電粒子以激波方式向四周擴散，最快時秒速可達20000多千米，接近光速的7%！這些沖擊波最快將在122年后到達地球，很可能導(dǎo)致物種滅絕。

而最早到達的當(dāng)然是爆炸之光，以光速傳播在8.6年后到達。這個亮度有多大呢？我們經(jīng)過絕對星等與視星等換算公式：m=M-5log(d0/d) ，根據(jù)la超新星絕對星等M約為-19.5等，代入公式可得出，在地球上看到天狼星爆發(fā)超新星的視星等m約為-22.39等。

太陽是距離我們最近的一顆恒星，視星等為-26.7等；月亮是距離我們最近的一顆地外天體，依靠反射太陽光滿月時視星等為-12.7；而天狼星爆發(fā)成超新星的視星等約為-22.39等。這樣看來，天狼星爆發(fā)的超新星還是沒有太陽亮，亮度相差數(shù)十倍；但這顆超新星的亮度已經(jīng)是天上除了太陽最亮的天體了，是月亮亮度的7520倍。

這樣，在天狼星爆發(fā)成超新星的那段日子，人們就可以看到天上有一顆很亮的星星，白天只要不與太陽重合，也能夠看到。

但這只是可見光，在爆炸中產(chǎn)生的X射線和伽馬射線，才是危害生命的高能射線，如果這些射線很多，且以光速來到地球，就會在沖擊波到達之前就已經(jīng)將地球生命割了韭菜了。

人類能夠躲過天狼星超新星爆發(fā)這一劫嗎？

我的回答是肯定能。但這種“能”有兩個含義，一個是人類早就滅絕了，無法經(jīng)歷這一切，也可認為是躲過了這一劫；還有一個就是人類如果能延續(xù)到那一天，應(yīng)對這種情況早就是小菜一碟了。

這個前提就是，如果天狼星要爆發(fā)成超新星，還有十幾億年的時間。

人類的進化史還只有數(shù)百萬年，智人的進化史還只有十幾萬年，人類文明史還只有幾千年，人類科技史還只有數(shù)百年。而現(xiàn)在，人類科技發(fā)展已經(jīng)進入快車道，幾乎是現(xiàn)代一年能抵遠古上千年。

如果上天還能夠給人類十幾億年的延續(xù)，科技文明早就發(fā)展到無法想象的神級階段了，要么人類早就不在地球上，而是殖民其他恒星系統(tǒng)，甚至河外星系了。這樣，天狼星再爆發(fā)出什么幺蛾子，對人類來說還算事嗎？

所以，人類要擔(dān)心的是現(xiàn)在，已經(jīng)到了生存和發(fā)展的瓶頸，還能不能延續(xù)下去的問題。環(huán)境和溫室效應(yīng)問題、核戰(zhàn)等自我毀滅問題、小行星撞擊問題、太陽劇變問題等等，就像達摩克利斯之劍，時時掛在人類生存的獨木橋上，一旦落下就將萬劫不復(fù)。

所以，發(fā)展科技，保護并恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，合作共贏，才是人類的唯一出路。如果要擔(dān)心超新星爆發(fā)的話，可能更應(yīng)該擔(dān)心參宿四，這顆恒星早就到了演化末期，膨脹得很大且很不穩(wěn)定。最近觀測表明，參宿四時明時暗，似乎就有爆炸之勢，或許早就已經(jīng)炸了也未可知。

如果是今天炸了，我們要在700年后才能夠看到，因為這顆恒星距離我們約有700光年。

參宿四是一顆約太陽質(zhì)量12倍的恒星，根據(jù)恒星演化規(guī)律，是一定要發(fā)生大爆炸的。不過由于距離太遠，即便爆炸對地球生命影響也不會很大，我們只會看到一顆與滿月亮度差不多的星星。

但有一個例外，就是爆炸時如果發(fā)生伽馬射線暴，并且正好對準地球射過來，我們就會吃不了兜著走。發(fā)生在4.45億年前的奧陶紀大滅絕，有些研究認為就是被超新星爆發(fā)的伽馬射線暴照射的結(jié)果，這顆超新星是兩顆中子星相撞引發(fā)，距離我們6000光年。

不過，像參宿四這樣質(zhì)量并不算太大的恒星發(fā)生伽馬射線暴的概率很小，即便發(fā)出也不一定就正好對著地球，因此，請各位把心放在肚子里，該吃吃該喝喝，吃飽喝足洗洗睡吧。你說呢？歡迎討論點評。

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