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如果把天狼星換成參宿四,那它看起來有多大?會影響地球嗎?


宇宙接觸參宿四是一顆老年恆星,它已經膨脹為紅超巨星,它的半徑相當於太陽的倍,即.億公里,或者.天文單位。如果把太陽換成參宿四,那麼,最靠近它...

- 2019年3月19日23時58分
- 科學文摘 / 宇宙接觸

宇宙接觸

參宿四是一顆老年恆星,它已經膨脹為紅超巨星,它的半徑相當於太陽的887倍<1>,即6.17億公里,或者4.12天文單位。如果把太陽換成參宿四,那麼,最靠近它的四顆行星都在其內部,參宿四的外層位於火星和木星的軌道之間,距離木星軌道大約為1天文單位。

儘管參宿四的尺寸很大,即便把它從640光年外放到距離地球8.6光年的天狼星位置,它看起來仍然只是一顆亮點,而非像太陽那樣的圓盤形。並且它暫時也不會對地球造成影響,因為還是距離太遠了。


那麼,如果參宿四位於8.6光年外,它的視直徑究竟有多大呢?

通過上式,可以計算出參宿四的視直徑約為3.1角秒,而人眼的分辨極限為60角秒,所以參宿四用肉眼看起來還是一個亮點。

由於天狼星離地球相對較近,並且本身的亮度很高,所以它是夜空中肉眼可見最亮的恆星。如果把天狼星換成參宿四,它將會成為夜空中肉眼可見最亮的恆星,因為參宿四的光度遠高於天狼星。天狼星的光度大約是太陽的25倍,而參宿四的光度至少是太陽的9萬倍,對應的絕對星等為-7.55等。

M=m+5-5lgd

通過上式,可以計算出參宿四的視星等為-10.44等。理論上,只要視亮度高於-7等,它將不會被太陽光淹沒,使其在白天也能肉眼可見。而參宿四的視亮度是-7等的24倍,所以參宿四在白天也是直接能夠用肉眼看到,只要地球的白天一側朝向參宿四,並且不是陰天,或者參宿四沒被月球和太陽擋住。不過,這並不會對地球以及生命造成影響,因為它與太陽相比顯得微不足道。

但考慮到參宿四已經是紅超巨星,如果它就在附近,這會嚴重威脅到地球上的生命。因為參宿四在未來數百萬年之內爆發成超新星,如果它在天狼星的位置,並且自轉軸對準地球,那麼,致命的伽馬射線暴將會摧毀地球大氣中的臭氧層,導致地球生命暴露在致命的輻射之下,由此會引發物種大規模滅絕。


根據化石記錄,科學家認為發生在4.5億年前的第一次物種大滅絕事件(奧陶紀-志留紀滅絕事件)的元兇是一顆超超新星,高能伽馬射線暴連續轟擊地球大氣層長達10秒,導致一半的臭氧層被摧毀,最終引發86%的物種從地球上消失,這是地球上發生過的第二嚴重的物種大滅絕事件。


理論上,超新星的殺傷半徑可達50光年,而超超新星的威脅範圍還要更廣。但好在現實中,距離地球50光年之內沒有潛在的超新星和超超新星。

參考文獻

<1> Michelle M. Dolan, Grant J. Mathews, Doan Duc Lam, et al., Evolutionary Tracks for Betelgeuse, The Astrophysical Journal, 2017, 819, 7.


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