忽明忽暗不是爆发的“真凭实据”

冬季是观赏猎户座的好时节。细心的你，在冬季仰望星空时，肯定会注意到猎户座左肩位置那颗红色的星星。它就是大名鼎鼎的参宿四，冬季夜空里最亮的恒星之一。

最近，参宿四的一些奇怪“举动”，引起了天文学家和天文爱好者的密切关注。人们猜测，忽明忽暗的它，是不是即将或已经爆发成了超新星？如果不是，参宿四亮度变化的原因有哪些？对超新星爆发进行早期监测有着怎样的科学意义？

小幅度亮度变化不能说明即将爆发

从2019年10月开始，参宿四一直在变暗。今年1月底，它突然开始变亮了。有人认为，这是超新星爆发的前兆，甚至猜测它已经爆发，成了一颗超新星。

“要判断它是否真的已经爆发为超新星，必须等几天，因为超新星爆发之后10天左右，甚至5天左右，会比爆发前亮大约几万倍以上。”天体物理学博士王善钦表示。

事实上，在经历短暂变亮后，参宿四不仅没有继续增亮，反而又暗了下去。2月2日，它的亮度降到了1.6等左右。在王善钦看来，之前的变亮只是它的常规变化行为，并不是因为它已经爆发为超新星。

作为一颗红超巨星，参宿四正在走向生命终点。目前它表现出的明暗变化，是超新星爆发的前兆吗？

“半径的变化会使参宿四的亮度发生明暗交替变化，历史上人类监测到它至少发生过1个星等的变化，所以目前出现的小幅度亮度变化并不能直接说明它即将爆发。”中国科学院国家天文台副研究员张天萌分析道。

红超巨星是恒星演化到生命末期的结局之一，其大小可能会超过数百倍太阳半径。因为其内部核反应的燃料已经逐渐耗尽，引力和辐射压的平衡随时会被打破，所以处于一个极不稳定的阶段。

红超巨星的半径会随着时间不断变化。引力占上风的时候，它开始收缩，随着辐射压的回升，它又会膨胀。直到引力的优势越过某个平衡点，整个恒星彻底塌缩，最终形成超新星爆发。但在最终爆发之前，半径的变化会持续几十万年。

相对于短暂变亮，参宿四目前的主要趋势仍然是变暗。那么，持续变暗意味着什么？

在王善钦看来，参宿四走过了近千万年的岁月，而人类记载它亮度变化的历史不过几百年而已。也许它在此前就多次变暗，只是人类没发现或者没有记载，所以才觉得这次的变暗的程度特别夸张。

“持续变暗，也可能说明它正加速走向生命终点。当前的理论并没有预测大质量恒星在即将死亡时会持续变暗，因此我们并不能断言它会立即爆发为超新星。”王善钦指出。

超新星爆发时间难以准确预测

参宿四距离地球约700光年，从天文学尺度来看，这是一个相对近的距离。假如它爆发为超新星，人类用肉眼就可以见证一次壮观的银河系内超新星爆发。上一次人类观测到银河系内超新星爆发还是在1604年，当时被观测到的超新星被命名为“开普勒超新星”。

对于超新星爆发这一天文奇观，人们自然充满期待。那么，参宿四到底什么时候会发生超新星爆发？

“大质量恒星演化的尺度是几百万年，即使确定其到了末期，当前的理论也无法精确预测到年的量级，所以超新星爆发的精确时间难以预测。我们只能说它很可能在未来十几万年内爆发，但无法说它会在哪一年爆发。”王善钦表示。

有科学家估算过，现在人类可观测到的宇宙中，平均每1秒钟就有1颗超新星爆发。但因为它们都处于遥远的星系中，肉眼很难看到。天文学家并不能预知某个位置会有超新星爆发，因为它在爆发前根本无法观测到。

寻找超新星并不是件容易的事情。张天萌介绍，超新星的发现需要用望远镜对大范围的天空进行长期重复性的观测，利用计算机软件进行图像处理，找到其中发生变化的亮点。望远镜每拍摄1张照片，可能会发现上千个变化的亮点，其中有宇宙线、移动天体、活动星系核、变星，甚至于望远镜自己的瑕疵等，所以需要进行复杂的判断和筛选，才能找到超新星候选体。对于这些候选体，还要更进一步拍摄追踪其光谱和光度随时间的变化，才能最终确认它是一颗超新星，并用于科学研究。

“一方面超新星爆发时间难以准确预测；另一方面，绝大部分超新星爆发发生在银河系之外，非常遥远，在爆发后几小时左右甚至几天以上才会亮到足以被望远镜观测到。因此，目前对超新星爆发早期的观测数据确实比较少。”王善钦指出。