幾個月來，天空觀測者一直在欣賞一幅今天任何活著的人都完全陌生的夜空景象：在這片天空中，參宿四，天空中10顆最亮的星星之一，已經變暗到25度左右，與獵戶座腰帶上的星星差不多。目前，暗度似乎已經穩定下來；參宿四自1月下旬以來一直保持不變。這是我們有生之年出現過的最微弱的參宿四，是離地球最近的紅色超級巨星之一。

圖注：這兩張參宿四的照片，都是用同一臺望遠鏡（ESO的VLT）上的同一個儀器（球體）拍攝的，說明了檳榔嶼從2019年1月到2019年12月的亮度是如何變化的。這與表面噴出物遮擋了從恆星下部射出的星光是一致的，如圖所示。

就在幾天前，這顆恆星自調光開始以來的第一張形狀影象被釋放，顯示出自上次觀測到它的形狀、亮度和發光程度以來的重大變化。人們對參宿四近期命運的猜測甚囂塵上，人們希望知道它是否會爆炸，何時會爆炸。但答案可能是“不會很快”，天文學家們知道事實就是如此。如下就是科學依據。

圖注：今天的太陽與紅巨星相比非常小，但在紅巨星階段，它的大小大約是目前大小的250倍。像參宿四這樣巨大的超巨星將永遠超出我們的太陽所能及的範圍，因為我們永遠不會開始在核心融合碳：這是成長到如此規模的必要步驟。

儘管參宿四是一顆紅色超巨星，但參宿四和我們自己的太陽有很多共同點。它們都擁有核聚變發生的核心區域。它們都有很大的輻射區，在那裡，核聚變反應產生的光和能量向外傳播，採取“隨機行走”的方式到達那裡。它們都有擴散的光球，在那裡，光傳播到恆星最外層，最終釋放到宇宙中。

像所有的恆星一樣，太陽和參宿四都以一種複雜的方式傳輸能量，由大規模的電流、磁場、運動粒子和熱驅動的對流驅動。磁流體力學的科學詳細地說明了這一切是如何發生的，核心中發生的過程最終傳播到光球層並影響我們最終觀察到的東西。

圖注：這個剖面圖展示了太陽表面和內部的各個區域，包括核聚變發生的核心。隨著時間的推移，核心中含氦區域膨脹，最高溫度升高，導致太陽的能量輸出增加。當我們的太陽耗盡核心的氫燃料時，它會收縮並加熱到足以開始氦聚變的程度。

然而，在核心發生的事情需要很長時間才能到達光球層。當輕元素在恆星核心融合成重元素時，就會產生能量。這些高能量子與恆星內部的其他粒子碰撞，交換能量並導致任何光子以隨機方向反彈。考慮到恆星內部粒子的絕對數量和恆星的典型大小，恆星核心的任何變化都需要很長的時間才能傳播到恆星表面。

在我們自己的太陽中，這個時間尺度在10萬到20萬年之間：聚變反應產生的能量到達光球層所需的典型時間。從太陽離開光球的那一刻起，我們從太陽上看到的光可能需要8分鐘多一點才能到達我們的眼睛，但核心產生的光甚至需要10萬多年才能到達光球。

圖注：這幅圖展示了在太陽核心產生的光子如何在最終到達光球之前與太陽中的其他粒子隨機碰撞，在光球中它有機會被釋放到外宇宙。在我們的太陽內部，這樣一個光子從太陽中逃逸平均需要10萬年多一點的時間。

像參宿四這樣的恆星質量更大（約為太陽質量的20倍），但也更大（約為木星軌道的大小），這仍然是一個主要問題。絕對正確的是，紅色超巨星的外層確實不同，由許多大的對流細胞組成，它們深入恆星內部相當深。在這樣的恆星內部，能量以複雜而複雜的方式在各層之間交換和傳輸，來自核心的能量仍需要很長時間才能傳播到恆星的外層。

像參宿四這樣的恆星，其密度比太陽低得多（因此粒子相互作用的速率也更低），但其核心的變化傳播到光球層仍需要數千年的時間。

圖注：這個對紅超巨星表面的模擬，加速到僅僅幾秒鐘就顯示了一整年的進化過程，顯示了一個“正常”的紅色超巨星是如何在一個相對平靜的時期進化的，其內部過程沒有明顯的變化。其表面的巨大性和脆弱外層的波動性導致了短而不規則時間尺度上的巨大變化。

這就是說，我們確實看到參宿四，就像我們觀察或模擬的所有紅超級巨星一樣，在形狀、大小、亮度和亮度分佈上都是極其多變的。最外層發生的變化發生在幾個月的時間尺度上，而不是數千年。即使是劇烈的事件，比如物質的噴射（這很可能是恆星實質上變暗的原因），也與核心正在發生的事情無關。

這有點不幸，因為我們所能觀察到的只是在參宿四最外層發生的事情：光球層。我們也可以對光球之外發生的事情進行觀測，在那裡，我們使用多波長觀測發現並繪製出大量的擴充套件物質，這些物質無疑是在幾百年和幾千年前被噴射出來的。

圖注：參宿四在其歷史上釋放出大量的氣體和塵埃，使其周圍的星際介質充滿物質，這些物質在紅外光下被照亮。這張照片拍攝於2019年12月，基於ESO甚大望遠鏡上的VISIR儀器獲得的資料。

但這些都不能說明核心到底發生了什麼，這是我們確定參宿四何時或是否最有可能成為超新星所需要的資訊。在這樣一個紅色的超級巨星內部，我們完全可以預料到恆星已經移動到了將碳元素熔合在其核心的階段。然而，要成為超新星，它需要從以下幾個方面著手：

將碳熔入其核心，

把氖熔進它的核心，

把氧氣融化在它的核心裡，

使矽在其核心中熔化。

只有當核心中的矽耗盡，留下鐵、鎳和鈷的“灰燼”殘餘（在這種情況下不會熔化和釋放能量），超新星才會真正發生。

圖注：電磁輸出（左）和中微子/反中微子能量譜（右）作為一顆相當於參宿四的大質量恆星，透過碳、氖、氧和矽的燃燒演化到核心崩塌。注意電磁訊號幾乎沒有變化，而中微子訊號在核崩塌的過程中跨越了一個臨界閾值。

我們對恆星的理解已經足夠好了，我們完全可以肯定，我們將看到的表面變化都不能說明恆星核心正在發生什麼。我們所能觀察到的唯一訊號根本不是可見的，而是以中微子的形式出現的。雖然在碳、氖、氧和矽燃燒之間的轉換不會改變恆星的亮度或溫度，但中微子的光譜確實會改變中微子的能量和中微子的總流量。

即使是在距離參宿四640光年遠的地球上，這種轉變的最後階段也將是顯而易見的。在矽燃燒過程中，會出現這樣一個階段：每一個（反）中微子產生的能量足以在我們的地面探測器中觸發一個反β衰變反應，在恆星生命的最後幾個小時內產生幾十個這樣的相互作用。

圖注：一個包含總計26萬噸水的巨大腔室將被光電倍增管包圍，光電倍增管能夠捕捉中微子與即將完工的超神岡探測器內粒子相互作用產生的光，該探測器建成後將成為世界上最大的水基中微子探測器

就我們所知，在參宿四發生超新星之前，我們將從它那裡接收到的中微子訊號是我們擁有的唯一具有任何物理價值的預警系統。我們用自己的眼睛和望遠鏡看到的是迷人的，但僅僅是超級巨星變異性的證據，這是幾百年來人們所熟知和研究的。參宿四發生的事情甚至沒有那麼不尋常；它之所以引人注目，是因為參宿四如此接近，如此熟悉。

在我們觀察過的所有超新星最終發生的恆星中，我們還沒有發現像這樣的暗化事件與超新星之間的關聯。儘管我們可能希望在我們的有生之年發生這樣一個壯觀、罕見和鄰近的事件，但最近隱約可見的參宿四並沒有指向這個方向。

圖注：這張來自AAVSO的圖表記錄了從2019年8月開始到2020年2月結束的6個月期間參宿四的亮度。參宿四的亮度已經從最初的正常值大幅下降，但在過去幾周內已經穩定下來，預計還會再次變亮

我們今天所看到的，基於參宿四亮度的變化，與一些比“它將要變成超新星”更平凡的東西是一致的，相反，似乎正在發生的只是一個大的拋射事件，參宿四外層的物質從恆星內部噴出，這些物質可能起源於離核心10億公里的地方。

一旦這種物質進入光球之外，它就會膨脹和冷卻，開始吸收和遮蔽部分星光。事實上，參宿四的一部分看起來比其餘部分更微弱，這暗示了噴射事件發生的地方。如果這是真正的情況，我們完全可以預期，在未來幾個月裡，亮度將保持穩定，然後逐漸恢復到原來的狀態。最遲在2022年或2023年，參宿四應該會回到天空中最亮恆星的前十名。

儘管參宿四不太可能爆炸，但我們必須記住，這既是一種可能，也是一種必然。當這最終發生的時候，它將成為人類歷史上最廣為人知的天文事件，在一年或更長時間內，地球上每個人都能看到，而此時地球上存在的人比以往任何時候都多。它最終會發生，但大概不會超過10萬年。

儘管你絕對應該出去享受這一前所未有的天文景象，因為參宿四的亮度只有一年前的36%，但你必須記住，它目前的亮度變化是由其最外層變化造成的，與它的核心無關。參宿四隨時都可能變成超新星，但如果真是這樣，它與最近的暗化事件的關聯將純粹是巧合。在參宿四核心發生的事情並不能讓它足夠快地浮出水面，給我們任何真實的，有意義的線索。

太Sunny到底傳播多久會消失？

1，且以太Sunny傳播到地球8分鐘為引數。

2，我們在地球上看到的太陽:小圓圈，明亮刺眼。

3，太Sunny傳播到月球，月球反射到地球的太Sunny:月球小圓圈，淡光不刺眼。

4，太Sunny傳播到火星，火星反射到地球的太Sunny:火星點狀，淡光不刺眼。

5，視角法:視角與距離成反比。即距離太陽越遠，我們看到的太陽小圓圈越小。在目前地球上看到的太陽小圓圈基礎上，我們再往後拉長一倍的傳播距離，我們看到的太陽小圓圈會有多大？拉長二倍距離呢？還會有視角嗎？

6，稀釋法:光能量空間傳播距離與空間擴散面積成正比。即光能量傳播越遠，擴散的空間面積越大，能量稀釋越大，繼續傳播的能量越小。

7，阻力法:光能量強度與傳播距離成反比。光能量透過空間介質振動傳播，介質有阻力，阻力使光能量逐漸減弱，最後至零。

綜上分析，太Sunny傳播多久消失？此處暫且設定為20分鐘吧(已經不少了)。

紅巨星不會爆炸，當它進入白矮星階段，恆星系統會被摧毀，剩下的碎片繞白矮星執行，碎片互相碰撞，可能組成新行星，白矮星是由碳和氧組成的。

光年說法不妥當，

猜測難同實測方。

敢問高人何手段，

行處燦爛鞋幾雙。

答：最新觀測資料表明，參宿四在前面一年內亮度變暗後再次變亮，參宿四是一顆紅超巨星，處於恆星演化的末期，未來將會以超新星的方式結束恆星時期，根據科學家的推測，近期參宿四爆炸的可能性不大，未來爆炸只是時間問題。

天文觀測表明，參宿四（獵戶座 α 星，大約20倍太陽質量）從2019年1月到12月期間，亮度出現明顯變暗，視星等從0.5下降到1.5，目前參宿四又開始變亮，暗示著參宿四表面正在發生劇烈變化。

一顆恆星在主序星時期，主要進行著氫元素的聚變反應，其中以質子鏈（PP鏈）為主，也就是以兩個質子的核反應開始的連鎖反應，最終生成氦核，對於中小質量的恆星（比如我們太陽）來說，核反應基本就到此為止，當氫元素反應殆盡後就會演化為白矮星。

但是對於大質量的恆星，由於內部具有更高的溫度和壓力，在經過質子鏈生成氦核之後，氦核會繼續發生聚變，最終引發碳氮氧迴圈（CNO迴圈），CNO迴圈過程將會釋放大量能量，這也是宇宙中除了氫氦之外，還存在大量碳氮氧的原因。

大質量恆星繼續演化，恆星的氫元素將會越來越少，碳氮氧迴圈將會越來越劇烈，恆星內部的溫度越來越高，於是恆星外殼發生膨脹，逐漸演化為紅巨星，這就是目前參宿四所處的階段。

由於碳氮氧迴圈過程十分不穩定，此階段的紅巨星將會出現亮度的週期性波動，比如參宿四從1970年以來的亮度變化如下：

參宿四就是以這樣一種不穩定的狀態，來實現和自身引力的動態平衡，一旦核聚變的燃料消耗殆盡，重力將會徹底打破這種動態平衡，恆星質量越大，燃料消耗也就越快，對於參宿四來說，紅超巨星階段大約會持續10萬年的時間，當碳消耗完後，下一步的核聚變只能持續大約1000年的時間，然後將會爆發超新星。

天文學家推測，此次參宿四的亮度變化是由於對流造成，恆星內部物質被加熱後上升到表面，冷卻後再沉入恆星內部，並形成周期性迴圈，有點類似太陽黑子的原理，只不過參宿四外層密度比太陽小很多，使得參宿四的單個對流區域變得非常大，甚至可以覆蓋恆星的大部分表面積，所以參宿四會出現明顯變暗和變亮的情況。

此次參宿四的亮度變暗後再次變亮，屬於正常的波動範圍，並不能以此得出“參宿四快爆炸”的結論，不過從機率上說，未來數萬年內的任何一天，參宿四都有爆炸的可能，至於在我們有生之年是否能看到，就純屬運氣了！

參宿四爆炸時，瞬間會釋放巨大的能量，絕對亮度超過太陽的1000億倍，好在參宿四距離地球640光年，對地球的影響非常有限，不過再地球上觀察也是相當壯觀的，屆時亮度將和滿月差不多，在白天都肉眼可見，整個肉眼觀測過程將會持續數月。

超新星爆炸最危險的一點，就是最後留下的中子星或者黑洞，將會產生超高能量的噴流，一旦噴流掃過太陽系，將會對地球生命產生極大威脅，好在參宿四的自轉軸與太陽系位置相差了20多度，即便產生一顆中子星，其噴流也不會直接掃過地球。

下面動圖，就是計算機模擬參宿四超新星爆炸的夜景圖，視星等可達-10:

據估計，在我們銀河系中，平均每個世紀都會發生兩次超新星爆炸，但是一部分超新星位於銀河系另外一側，我們在地球上根本看不到，最近一次肉眼可見的銀河系超新星，是1604年10月爆發的開普勒超新星，距離地球1.3萬光年。

參宿四是大家都比較熟悉的恆星之一，位於獵戶座的左上角，是顆很明亮的星體，屬於夜空中的第九亮星，但是從去年10月份開始，參宿四的亮度降低了幾個月，最低時只有原先亮度的36%，但是到了今年的1月份，參宿四的亮度又恢復了，半年之中參宿四變暗又變亮，到底是什麼原因呢？

參宿四距離我們大約640光年，質量約為太陽的11.6倍，但它是一顆體積巨大的紅超巨星，直徑是太陽的877~955倍左右，體積相當於太陽的7~9億倍之間，如果它處於我們太陽系中心的位置，那麼水星，金星，地球，火星都只能給它龐大的體積吞噬掉，甚至連木星也會被吞噬，參宿四是如此巨大的體積，是因為它正處於主序星階段的晚期——大質量恆星的紅超巨星階段，星體活動比較劇烈，表面特徵變化比較大，目前它也是一顆變星，這樣的星體發生亮度上的變化其實是很正常的。

那麼，是什麼樣的原因使得參宿四突然變暗，又突然變亮呢？其實從變星的表現上，就能知道個大概，紅超巨星經常會噴射出大量的炙熱氣體，這種情況類似於太陽的耀斑，星體活動越劇烈，其亮度往往就越亮，而如果星體活動趨向於低潮，那麼亮度就會有所降低。

不過參宿四的這一次亮度變化卻並非是由於星體的活動起伏引起的，因為一般情況下紅超巨星的星體活動不至於出現來自於整個星體的差別較大的光度變化。因此天文學家們認為另有原因，而透過一些天文儀器觀測發現，此次參宿四的光度降低，是由於一大片塵埃雲阻擋導致的。

從12月開始，比利時魯汶大學的天文學研究團隊就一直在使用ESO超大型望遠鏡觀察參宿四，試圖弄清它為何變得越來越暗淡。研究者使用智利塞羅·帕拉納爾的超大望遠鏡上的VISIR儀器獲得了一張新圖片，它展示了參宿四周圍的塵埃，說明了參宿四光度變暗，的確是由於塵埃雲擋住了它的光輝造成的。

那麼擋住了參宿四光輝的塵埃雲是從哪來的呢？其實還是來自於參宿四自身，當紅超巨星將大量的氣態物質看到宇宙空間中的時候，就會形成高溫塵埃雲，本來它也是像火一樣能發出可見光來，但是當其溫度逐漸降下來的時候，其可見光也就不可見了，紅外特徵也會消失，當這些塵埃雲較多的時候，就會阻擋來自恆星的光輝，所以恆星也就會變暗了。而當這些塵埃雲散去之後，或者恆星的位置移動到塵埃雲不能阻擋的地方的時候，那麼它的光度也就重新亮了起來，參宿四這次的光度變化就是由於這種原因造成的。

參考資料：

《光明網》2月17日文章《參宿四即將成為超新星？忽明忽暗不是爆發的“真憑實據”》