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标题: 如果天狼星发生超新星发作，会摧毁地球生态吗？科学告诉你答案 [打印本页]

作者: 老狮 时间: 2022-12-20 18:55
标题: 如果天狼星发生超新星发作，会摧毁地球生态吗？科学告诉你答案
天狼星是肉眼可见距离地球近来的恒星之一，距离我们约8.6光年。如果这颗恒星发生超新星发作，将有多大能量，会摧毁地球生态吗，大概说人类还有救吗？

如今，我们就根据现有科学知识来分析一下。
先说说天狼星是怎样的恒星

实在距离我们近来的恒星是比邻星，距离我们约4.22光年，但这是一颗很小的红矮星，质量约为太阳的12%，因此人类肉眼看不见。但比邻星是一颗三合星系统，其余的两颗叫南门二A和B，质量和太阳差不多，是人眼可见恒星排在第三的亮星。
距离我们较近的恒星还有巴纳德星，这也是一颗红矮星，质量约为太阳的15%，肉眼也是看不见。在远点就是天狼星了，距离我们约为8.6光年，是除了太阳，恒星中最亮的那一颗，最亮时视星等到达-1.47.
天狼星是一颗双合星系统，我们看到最亮的那颗星是天狼星A，这是一颗蓝矮星，质量约为太阳的2倍，直径约太阳的1.7倍，外貌温度约10000K，星龄约2.42亿岁，寿命约为17.6亿年。

太阳是一颗黄矮星，质量约为2*10^30千克。比太阳质量和亮度更大的恒星叫蓝矮星。但不管黄矮星还是蓝矮星，约太阳质量0.5倍以上到8倍的恒星，演化末期是变成一颗红巨星，之后外围气体物质逐渐膨胀消散在太空，核心留下一颗白矮星。
今世天文物理学认为，只有质量足够大的恒星，演化后期才有可能发生超新星发作，这个质量要求是至少到达太阳的8倍。这类恒星当核心氢燃料烧完后的演化后期，巨大的重力压力会让核聚变连锁发生，一直进行到铁为止，终极坍缩导致热核失控，将外壳乃至整个星体炸毁。
根据这种演化规律，天狼星A是没偶然机成为超新星的。但问题就出在天狼星是一个双星系统，所谓双星系统就是有两颗恒星在引力作用下捆在一起相互缠绕运行。天狼星B是一颗质量小于天狼星A的伴星，但实际上，它是一颗已经殒命的恒星~白矮星。
这颗白矮星的质量和太阳差不多，这说明其殒命前是一颗比天狼星A质量还要大的恒星。天文学家们建模估算，天狼星B在殒命前很可能是一颗约太阳质量5倍的蓝矮星。

白矮星是一种高致密特殊天体，由于其体积极小，质量有太阳这么大，体积却只有地球这么大，因此其原子被极端重力压扁了，星球物质成为依靠电子简并压支撑的致密特殊物质，密度高达每立方厘米1~10吨。
白矮星固然是一种恒星尸骨，但死而未僵，由于其极大的引力，会将靠近自身的星际物质吸附过来，又叫吸积。研究发现，电子简并压的最大极限只能支撑1.44倍太阳质量，这个规律是一位叫苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡的印度裔美籍物理学家发现的，人们就把这个边界称为钱德拉塞卡极限。
当白矮星吸积将自身质量增长到钱德拉塞卡极限时，重力就会导致星体进一步坍缩，由电子简并压向中子星简并压骤变，这种刹时的忽然坍缩，就会激发白矮星整个星体的碳核聚变，刹时的能量无法释放，热失控导致巨大能量发作，这种发作就叫la型超新星发作。
天狼星B会吸积超过钱德拉塞卡极限吗？

我的回答是很有可能。这是由于天狼星这个双星系统距离并不远，两颗恒星匀称距离约为20AU，也就是20个天文单位，即地球到太阳的匀称距离，约为1.5亿千米，20AU就是约30亿千米。

天狼星B要吸积将自身质量增长到1.44倍太阳质量，光靠空旷的太空有一点点灰尘是远远不够的，它必须大量吸食天狼星A身上的物质，才有可能将自身质量增长到钱德拉塞卡极限。
我们太阳系只有一颗恒星，太阳的引力锁住了八大行星和多少颗矮行星，还有几百颗行星卫星和无数颗小行星、灰尘等，引力影响势力范围到达1光年以上。距离太阳最远的行星海王星有30AU，冥王星更是距离40AU。
天狼星双星相距只有20AU，因此，天狼星B要从天狼星A那里弄点食物并非不可能。
但这么远距离，B要从A身上弄到0.44个太阳质量似乎很难，到天荒地老也难以到达。时机可能会发生在天狼星A寿终正寝的时候，也就是15亿年之后。当天狼星核心的氢燃烧完之后，核聚变就会朝着氦、锂、铍、硼、碳次序一路演化，终极到碳结束。

与此同时，其外围物质由于恒星引力和内部辐射变化而膨胀，恒星半径会扩大200~300倍。这样，半径约119万千米的天狼星A，变成红巨星半径就约为2.38~3.57亿千米。固然云云，两星之间的距离还是很远。B星的时机是A星的膨胀会不断继续，终极这个星球外围约70%以上的物质都会扩散到周边的太空中。
这样，就会有很多颠沛流离的星际物质被天狼星B巨大的引力所捕捉。天狼星A流失到太空的1.4倍太阳质量的物质，终极能被天狼星B幸运地捕捉到达惊天一爆的质量吗？难说。
不外，由于这两颗星是相互缠绕着运动，约9.1年一个周期，在这样一个周期里，天狼星B很可能会像电脑游戏贪吃蛇吃豆豆那样，将扩散到轨道附近的A星物质吃个精光，这样就足以聚集到惊天一爆的能量了。
天狼星发作成超新星的能量有多大，对地球有什么影响？

白矮星发作的超新星被称为la超新星，其发作条件遵照钱德拉塞卡极限，也就是1.44个太阳质量。因此全部la超新星都是极为标准的能量发作，发作的能量相当，发作的亮度和光变曲线也根本是一样的。

这样，只要发现这种la超新星发作，无论这种发作发生在多远，其绝对星等都应该是一样的。但距离差别，恒星的视星等就不一样了，也就是看到的亮度就不一样了，这两种亮度是可以换算的，通过换算就可以或许得到这个爆炸发生在多远距离，因此这种la超新星被称为宇宙中的标准烛光。
宇宙天体发出的能量与亮度是成正比的，因此只要得到天体亮度，就可以或许盘算出其能量。权衡天体亮度的标杆为星等，绝对星等是指自身发光的天体在距离32.6光年位置的亮度，视星等则是人眼可以或许看到的亮度。
星等亮度是数值越小越亮，负得越多越亮，每个星等亮度相差2.512倍。太阳绝对星等为4.83等，la超新星发作时的绝对星等可达-19.5等，也就是约为太阳亮度的40亿倍。
超新星发作时辐射的能量可达10^46焦耳/秒，而太阳的辐射能量为3.78*10^26焦耳/秒，太阳一生100亿年的辐射总量约为1.2*10^44焦耳，也就是说，la超新星发作辐射的能量相当1万亿亿个太阳辐射的能量，相当83颗太阳一生的辐射总量。

那么，在天狼星位置如果发生la超新星发作，其能量对地球有什么影响呢？有人说，超新星发作可以或许摧毁50光年半径的统统生命。这种气力我们怎样明白呢？
科学研究认为，超新星爆炸会将整个星体炸为极细的微粒，这些高能带点粒子以激波方式向附近扩散，最快时秒速可达20000多千米，靠近光速的7%！这些冲击波最快将在122年后到达地球，很可能导致物种灭绝。
而最早到达的固然是爆炸之光，以光速传播在8.6年后到达。这个亮度有多大呢？我们经过绝对星等与视星等换算公式：m=M-5log(d0/d) ，根据la超新星绝对星等M约为-19.5等，代入公式可得出，在地球上看到天狼星发作超新星的视星等m约为-22.39等。
太阳是距离我们近来的一颗恒星，视星等为-26.7等；玉轮是距离我们近来的一颗地外天体，依靠反射太阳光满月时视星等为-12.7；而天狼星发作成超新星的视星等约为-22.39等。这样看来，天狼星发作的超新星还是没有太阳亮，亮度相差数十倍；但这颗超新星的亮度已经是天上除了太阳最亮的天体了，是玉轮亮度的7520倍。

这样，在天狼星发作成超新星的那段日子，人们就可以看到天上有一颗很亮的星星，白天只要不与太阳重合，也可以或许看到。
但这只是可见光，在爆炸中产生的X射线和伽马射线，才是危害生命的高能射线，如果这些射线很多，且以光速来到地球，就会在冲击波到达之前就已经将地球生命割了韭菜了。
人类可以或许躲过天狼星超新星发作这一劫吗？

我的回答是肯定能。但这种“能”有两个含义，一个是人类早就灭绝了，无法履历这统统，也可认为是躲过了这一劫；还有一个就是人类如果能延续到那一天，应对这种环境早就是小菜一碟了。
这个前提就是，如果天狼星要发作成超新星，还有十几亿年的时间。
人类的进化史还只有数百万年，智人的进化史还只有十几万年，人类文明史还只有几千年，人类科技史还只有数百年。而如今，人类科技发展已经进入快车道，险些是今世一年能抵太古上千年。

如果上天还可以或许给人类十几亿年的延续，科技文明早就发展到无法想象的神级阶段了，要么人类早就不在地球上，而是殖民其他恒星系统，乃至河外星系了。这样，天狼星再发作出什么幺蛾子，对人类来说还算事吗？
以是，人类要担心的是如今，已经到了生存和发展的瓶颈，还能不能延续下去的问题。环境和温室效应问题、核战等自我毁灭问题、小行星撞击问题、太阳剧变问题等等，就像达摩克利斯之剑，时时挂在人类生存的独木桥上，一旦落下就将万劫不复。
以是，发展科技，保护并规复生态环境，合作共赢，才是人类的唯一出路。如果要担心超新星发作的话，可能更应该担心参宿四，这颗恒星早就到了演化末期，膨胀得很大且很不稳定。近来观测表明，参宿四时明时暗，似乎就有爆炸之势，或许早就已经炸了也未可知。
如果是今天炸了，我们要在700年后才可以或许看到，由于这颗恒星距离我们约有700光年。
参宿四是一颗约太阳质量12倍的恒星，根据恒星演化规律，是肯定要发生大爆炸的。不外由于距离太远，即便爆炸对地球生命影响也不会很大，我们只会看到一颗与满玉轮度差不多的星星。

但有一个破例，就是爆炸时如果发生伽马射线暴，而且正好对准地球射过来，我们就会吃不了兜着走。发生在4.45亿年前的奥陶纪大灭绝，有些研究认为就是被超新星发作的伽马射线暴照射的结果，这颗超新星是两颗中子星相撞引发，距离我们6000光年。
不外，像参宿四这样质量并不算太大的恒星发生伽马射线暴的概率很小，即便发出也不肯定就正好对着地球，因此，请各位把心放在肚子里，该吃吃该喝喝，吃饱喝足洗洗睡吧。你说呢？接待讨论点评。
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