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超新星爆发是十分稀有的天文事件。在银河系中有2000多亿颗恒星，可是超新星爆发只能几百万年遇到一次。而最近在天文学界引起热议的，便是离我们640光年远、位于猎户座的参宿四有可能发生爆发的消息。当然，最重要的还是它何时会爆发。澳大利亚南昆士兰大学物理系的布拉德·卡特宣称，这颗巨星将在今后的100万年内的任何时刻，最早甚至可能在2012年以前爆发。届时，我们将看到自地球诞生以来最耀眼的光芒，黑夜犹如白昼，天空中就像出了二个太阳!
宇宙中的万事万物都有其发生、发展和死亡的过程，即使是万物赖以生长的太阳也无法幸免。在每个夜空中的点点繁星，都是一个个的“太阳”，它们是如何生成的呢?
在宇宙大爆炸38万年后，就开始形成了最轻的物质——氢元素，它占了宇宙物质的70％。氢气在自身引力的作用下变成巨大的氢云，逐渐形成团块，进而收缩成恒星，此时其星核的温度已高达107K。这一高温从何而来?无非是巨大尺度的氢云变成相对来说小得多的“太阳”，使引力能转化成热能，从而引发氢的热核聚变。核聚变产生的高温使星球气体膨胀，抵制了恒星自身物质的引力收缩，使得恒星保持稳态。恒星的氢燃烧历时越长，其形态也越稳定。天文学家把恒星演化的这一时期，称为它的主序星阶段。
氢核聚变成氦后，中心成了一个氦球，由于氦的质量比氢大，故在引力作用下星核日益缩小，密度、温度俱增。直至中心密度达到104克／立方厘米(水密度为1克／立方厘米)，温度上升至108℃。(对照我们的太阳，其中心温度为1.4×107℃，密度为100克／立方厘米。)此时氦开始燃烧，从而阻止了恒星的进一步塌缩。不过事实上，这时恒星的体积不是缩小，反而扩大了。原来前期氢燃烧时还有一些残存的氢，它们浮在星球的外层，而此时的温度足以点燃氢气，以致它们向外膨胀，形成一个很大的壳层，直至膨胀到原来星体的10倍。此时恒星虽发出跟过去同等程度的光，但由于体积的庞大，单位面积的发光度就大为降低，它不再呈太阳般的白色，而是呈红色，故称红巨星。
当一颗太阳般质量的恒星在燃尽氢，继而氦后，由于不产生热压力，也就无法阻止其自身的引力塌缩。它逐渐收缩，变成了一颗微弱的白矮星。白矮星密度为104克／立方厘米～1010克／立方厘米，表面温度为数十万摄氏度。至此，它不再收缩，这是由于星体物质越挤越紧，电子紧挨在一起，最终产生了电子简并效应，它挡住了引力的向心压力，从而保持住白矮星形态上的平衡。这颗星将一直存在下去，慢慢地散发其热量，直至变成一颗完全冷却的星体——黑矮星。不过宇宙中还未出现过这样的星体，那是因为冷却所需的时间远比目前宇宙的年龄还要长。
但是质量大于太阳5倍的恒星，其归宿就很不一样了。质量大引力就强，此时，电子简并效应也顶不住引力，它就不能稳定在白矮星的形态上。随着星体的塌缩，温度和压力皆进一步升高，此时星体中心进行着碳－氖、镁、氧－硅、硫的聚变。在这一进程中，会产生爆聚核反应，从而出现大爆发，这也就是超新星爆炸。就在爆发前的一个短暂时刻，星核物质受到极大的推挤，它们的中子皆被挤入原子核内，与质子进行逆β衰变而生成中子。此时，星体的中心物质皆由中子组成，中子的简并效应顶住了引力的进一步塌缩，星体就稳定在中子星形态(密度为1011克／立方厘米～1015克／立方厘米)上。若原恒星的质量远大于5个太阳，那么整个星体自身的引力塌缩，即使是中子简并效应也无济于事，它就一直塌缩下去，直至成为外面围着一个视界的点，称为黑洞。由于黑洞的极大引力场，任何物质(包括光)一旦落入视界之内，就永远无法外逸。这样，黑洞就成了一个与外界孤立的世界。后经霍金研究，黑洞物质经坠道效应不断逸出，此称霍金效应。由此可以看出，大质量恒星的最终命运是致密天体：白矮星、中子星和黑洞。前二者皆已获得观察的支持，但黑洞至今也只有间接的观测证据。
现在回过头来谈一下超新星爆发。原恒星大量的外层物质急剧地落向密实的星核，其速度高达5万千米／秒，从而引起后者的反弹，产生了极强的冲击波，反过来又把更多的物质弹射出去，其速度超过了一半光速，达18万千米／秒。这一天体大动作释放出巨大能量，使星体亮度一下增大数十万倍，甚至上亿倍。在这个过程中，光能的释放只占其能量的1％，其释能的主要途径是引力能转化为中微子能，占99％。从这一意义上说，此时星核是一个中微子球，其温度达1010℃，这也是人类迄今测得的最高温度。
超新星爆发是极稀有且突发性的天文事件，天文界如何测得这些数据?
应该说这是科学界的幸运。1987年2月23日，加拿大多伦多大学的谢尔顿，在离我们19万光年远的麦哲伦星云中看到一颗明亮的星体(5等)，他立刻意识到这是超新星爆发。当年天文界为之轰动，全世界的天文台皆聚焦于此，第一次详细地观测了其过程的细节。
看到这里，我们也许认为超新星爆发是恒星的垂死挣扎，其实这却是一个极有意义的天体演变过程。正是它的大爆发，把大质量恒星核聚变中生成的重元素，诸如碳、氧、铁等，一下子抛到广阔的星际空间，成为第二代恒星系统形成的物质基础。例如我们的太阳系，它形成于46亿年前，拥有一个行星系。而我们的地球是一个岩状行星，它拥有许多不同的重元素，而正是这些重元素为生命的出现做出关键性的贡献，并最终进化出了智慧生命——人，为宇宙的存在提供了观察者，也使得宇宙的演化进入了它的自我认识阶段。
现在让我们来谈一下本文的主人公——参宿四。它是天空中最亮的红超巨星，它的直径是太阳的700倍，它发出的光是后者的10000倍，称之为超巨星，确实当之无愧。但其表面温度在4000K以下，而太阳约为6000K。
该星有一奇特之处，其亮度呈周期性(6年)变化，明、暗相差很大。原来它的大气很不稳定，处于脉动状态。当恒星变小时，其大气就会吸收近旁经过的能量，这样它就升温而膨胀；大气因膨胀而变得稀薄，能量也就逃逸，气体重新变冷而收缩。
像太阳这类的主序星，其中心的核聚变很稳定，而对参宿四深处究竟发生着什么过程，天文学家不很清楚，但有一点可以肯定，那就是它的演化过程要比太阳快。它先前是一颗灼热、明亮的蓝星，仅仅在几千万年的时间之内，就演变成超巨星状态。天文学家早就观测到，它的大气正以15千米／秒的速度向外运动，大量的气体在恒星之外形成了一个包层——一个围绕着恒星的气壳。天文界对此气壳做了长期的观测研究，结果发现气壳边缘的物质一直延伸到10000亿千米之外。他们还发现，它拥有二颗伴星，它们比参宿四暗得多，一颗离它很近，其轨道穿越参宿四稀薄的外层大气；一颗较远，离它约48个天文单位。
天文学家预言，经过几百万年，若它很快地丧失掉其外部的气体，那么暴露出来的星核将很快冷却下来。它将因此变成一颗白矮星；若外部的气壳仍保留着，那么星核中的核聚变仍将继续，并日益走向高温、高密，最终有可能激发一场大规模的爆炸，成为一颗超新星。
最近，澳大利亚南昆士兰大学的布拉德·卡特宣称，参宿四可能在今后100万年内的任何时刻发生超新星爆发，最早可能在2012年之前，也就是说我们有可能在今年看到这个千载难逢的宇宙奇景。届时，我们将看到自地球诞生以来最耀眼的光芒，黑夜将如同白昼，就像天空中出现了二个太阳。这一过程将持续一周或更长的时间。
如若如此，人类岂非要遭殃了么?回答是否定的。天文学家说，只要超新星爆发离地球有几光年之远我们就不会受到伤害，而参宿四离我们是640光年!再说，超新星爆发的能量辐射主要是通过中微子释放。理论家计算超新星爆发一般将发出1058个中微子，每个中微子携带着1000万电子伏特的能量，当时落入地面的中微子通量，约为1010个／平方厘米。据此，地球上每个人体都会通过1013个中微子。可是中微子跟物质的作用太微弱了，故没有人能感觉到它们。
宇宙中的万事万物都有其发生、发展和死亡的过程，即使是万物赖以生长的太阳也无法幸免。在每个夜空中的点点繁星，都是一个个的“太阳”，它们是如何生成的呢?
在宇宙大爆炸38万年后，就开始形成了最轻的物质——氢元素，它占了宇宙物质的70％。氢气在自身引力的作用下变成巨大的氢云，逐渐形成团块，进而收缩成恒星，此时其星核的温度已高达107K。这一高温从何而来?无非是巨大尺度的氢云变成相对来说小得多的“太阳”，使引力能转化成热能，从而引发氢的热核聚变。核聚变产生的高温使星球气体膨胀，抵制了恒星自身物质的引力收缩，使得恒星保持稳态。恒星的氢燃烧历时越长，其形态也越稳定。天文学家把恒星演化的这一时期，称为它的主序星阶段。
氢核聚变成氦后，中心成了一个氦球，由于氦的质量比氢大，故在引力作用下星核日益缩小，密度、温度俱增。直至中心密度达到104克／立方厘米(水密度为1克／立方厘米)，温度上升至108℃。(对照我们的太阳，其中心温度为1.4×107℃，密度为100克／立方厘米。)此时氦开始燃烧，从而阻止了恒星的进一步塌缩。不过事实上，这时恒星的体积不是缩小，反而扩大了。原来前期氢燃烧时还有一些残存的氢，它们浮在星球的外层，而此时的温度足以点燃氢气，以致它们向外膨胀，形成一个很大的壳层，直至膨胀到原来星体的10倍。此时恒星虽发出跟过去同等程度的光，但由于体积的庞大，单位面积的发光度就大为降低，它不再呈太阳般的白色，而是呈红色，故称红巨星。
当一颗太阳般质量的恒星在燃尽氢，继而氦后，由于不产生热压力，也就无法阻止其自身的引力塌缩。它逐渐收缩，变成了一颗微弱的白矮星。白矮星密度为104克／立方厘米～1010克／立方厘米，表面温度为数十万摄氏度。至此，它不再收缩，这是由于星体物质越挤越紧，电子紧挨在一起，最终产生了电子简并效应，它挡住了引力的向心压力，从而保持住白矮星形态上的平衡。这颗星将一直存在下去，慢慢地散发其热量，直至变成一颗完全冷却的星体——黑矮星。不过宇宙中还未出现过这样的星体，那是因为冷却所需的时间远比目前宇宙的年龄还要长。
但是质量大于太阳5倍的恒星，其归宿就很不一样了。质量大引力就强，此时，电子简并效应也顶不住引力，它就不能稳定在白矮星的形态上。随着星体的塌缩，温度和压力皆进一步升高，此时星体中心进行着碳－氖、镁、氧－硅、硫的聚变。在这一进程中，会产生爆聚核反应，从而出现大爆发，这也就是超新星爆炸。就在爆发前的一个短暂时刻，星核物质受到极大的推挤，它们的中子皆被挤入原子核内，与质子进行逆β衰变而生成中子。此时，星体的中心物质皆由中子组成，中子的简并效应顶住了引力的进一步塌缩，星体就稳定在中子星形态(密度为1011克／立方厘米～1015克／立方厘米)上。若原恒星的质量远大于5个太阳，那么整个星体自身的引力塌缩，即使是中子简并效应也无济于事，它就一直塌缩下去，直至成为外面围着一个视界的点，称为黑洞。由于黑洞的极大引力场，任何物质(包括光)一旦落入视界之内，就永远无法外逸。这样，黑洞就成了一个与外界孤立的世界。后经霍金研究，黑洞物质经坠道效应不断逸出，此称霍金效应。由此可以看出，大质量恒星的最终命运是致密天体：白矮星、中子星和黑洞。前二者皆已获得观察的支持，但黑洞至今也只有间接的观测证据。
现在回过头来谈一下超新星爆发。原恒星大量的外层物质急剧地落向密实的星核，其速度高达5万千米／秒，从而引起后者的反弹，产生了极强的冲击波，反过来又把更多的物质弹射出去，其速度超过了一半光速，达18万千米／秒。这一天体大动作释放出巨大能量，使星体亮度一下增大数十万倍，甚至上亿倍。在这个过程中，光能的释放只占其能量的1％，其释能的主要途径是引力能转化为中微子能，占99％。从这一意义上说，此时星核是一个中微子球，其温度达1010℃，这也是人类迄今测得的最高温度。
超新星爆发是极稀有且突发性的天文事件，天文界如何测得这些数据?
应该说这是科学界的幸运。1987年2月23日，加拿大多伦多大学的谢尔顿，在离我们19万光年远的麦哲伦星云中看到一颗明亮的星体(5等)，他立刻意识到这是超新星爆发。当年天文界为之轰动，全世界的天文台皆聚焦于此，第一次详细地观测了其过程的细节。
看到这里，我们也许认为超新星爆发是恒星的垂死挣扎，其实这却是一个极有意义的天体演变过程。正是它的大爆发，把大质量恒星核聚变中生成的重元素，诸如碳、氧、铁等，一下子抛到广阔的星际空间，成为第二代恒星系统形成的物质基础。例如我们的太阳系，它形成于46亿年前，拥有一个行星系。而我们的地球是一个岩状行星，它拥有许多不同的重元素，而正是这些重元素为生命的出现做出关键性的贡献，并最终进化出了智慧生命——人，为宇宙的存在提供了观察者，也使得宇宙的演化进入了它的自我认识阶段。
现在让我们来谈一下本文的主人公——参宿四。它是天空中最亮的红超巨星，它的直径是太阳的700倍，它发出的光是后者的10000倍，称之为超巨星，确实当之无愧。但其表面温度在4000K以下，而太阳约为6000K。
该星有一奇特之处，其亮度呈周期性(6年)变化，明、暗相差很大。原来它的大气很不稳定，处于脉动状态。当恒星变小时，其大气就会吸收近旁经过的能量，这样它就升温而膨胀；大气因膨胀而变得稀薄，能量也就逃逸，气体重新变冷而收缩。
像太阳这类的主序星，其中心的核聚变很稳定，而对参宿四深处究竟发生着什么过程，天文学家不很清楚，但有一点可以肯定，那就是它的演化过程要比太阳快。它先前是一颗灼热、明亮的蓝星，仅仅在几千万年的时间之内，就演变成超巨星状态。天文学家早就观测到，它的大气正以15千米／秒的速度向外运动，大量的气体在恒星之外形成了一个包层——一个围绕着恒星的气壳。天文界对此气壳做了长期的观测研究，结果发现气壳边缘的物质一直延伸到10000亿千米之外。他们还发现，它拥有二颗伴星，它们比参宿四暗得多，一颗离它很近，其轨道穿越参宿四稀薄的外层大气；一颗较远，离它约48个天文单位。
天文学家预言，经过几百万年，若它很快地丧失掉其外部的气体，那么暴露出来的星核将很快冷却下来。它将因此变成一颗白矮星；若外部的气壳仍保留着，那么星核中的核聚变仍将继续，并日益走向高温、高密，最终有可能激发一场大规模的爆炸，成为一颗超新星。
最近，澳大利亚南昆士兰大学的布拉德·卡特宣称，参宿四可能在今后100万年内的任何时刻发生超新星爆发，最早可能在2012年之前，也就是说我们有可能在今年看到这个千载难逢的宇宙奇景。届时，我们将看到自地球诞生以来最耀眼的光芒，黑夜将如同白昼，就像天空中出现了二个太阳。这一过程将持续一周或更长的时间。
如若如此，人类岂非要遭殃了么?回答是否定的。天文学家说，只要超新星爆发离地球有几光年之远我们就不会受到伤害，而参宿四离我们是640光年!再说，超新星爆发的能量辐射主要是通过中微子释放。理论家计算超新星爆发一般将发出1058个中微子，每个中微子携带着1000万电子伏特的能量，当时落入地面的中微子通量，约为1010个／平方厘米。据此，地球上每个人体都会通过1013个中微子。可是中微子跟物质的作用太微弱了，故没有人能感觉到它们。