在冬季的夜空之中,有一颗恒星非常明亮,它就是参宿四。它是猎户座的第二亮星,也是全天第十亮的恒星

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参宿四距离地球大约548光年,在宇宙尺度下并不算远。再加上它体型巨大,是太阳的764倍左右,这也是它在夜空中如此明亮的原因。

通常,天文学家会称参宿四为红超巨星,这个名字不仅彰显了它的体积,也暗示了它的颜色。

不过,巨大的恒星会面临一个相同的问题,那就是寿命太短。天文学家认为,像参宿四这么巨大的恒星,寿命只有几百万到几千万年。它形成的时候,别说恐龙,连巨犀都灭绝了。相比之下,我们的太阳已经形成了差不多46亿年的时间,未来还将生存差不多50亿年。

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这么短的寿命,意味着恒星的演化速度也要快得多。参宿四的演化速度有多快呢?这么说吧,尽管一个人的一生不足以见证,但人类几千年的历史,已经足够见证它的变化了。尽管几千年前的时候没有照片,但好在参宿四足够显眼,许多古人、古籍上都记载了关于它的信息,供今天的天文学家参考。

事实证明,两千年前的参宿四,颜色和今天大不相同。

首先要提到的,自然就是咱们中国的记载了。我们知道,中国古人对于天象是非常关注的,也记载了很多天文学信息,各种天体、天象的历史记录在全世界都是独一无二的。

其中最著名的一本书,就是司马迁的《史记》了。《史记》虽然是历史书,但古人讲究天人感应,少不了要提到各种天象,其中单独有一个篇章,就叫《天官书》。

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在《史记·天官书》中,司马迁明确记载:

太白白,比狼;赤,比心;黄,比参左肩;苍,比参右肩;黑,比奎大星。

翻译过来就是:太白星(也就是金星)颜色多变,其呈现白色的时候像天狼星;呈现红色的时候像心宿大星(心宿二);呈现黄色的时候像参宿的左肩(也就是猎户座左肩,即参宿四);呈现青色的时候像参宿的右肩(参宿五);呈现黑色的时候像奎宿的大星(奎宿九)。

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也就是说,那个时候的参宿四不是红色的,否则它应该和心宿二类似;司马迁把参宿四和心宿二分开描述,并且明确指出它是黄色的,可见2100年前的参宿四和今天确实不同。

这也不是参宿四最初的模样。在刚形成的时候,参宿四应该是蓝白色的,属于宇宙中比较巨大的O型恒星。只不过那段历史太久远了,人类的文献记载只能追溯到它进入黄色的阶段。

在司马迁写《史记》的大约100年后,古罗马学者希吉努斯在《天文的诗歌》(De Astronomia)中也对参宿四进行了描述,说它的颜色有点接近土星。土星当然不是红色的,这样的描述意味着和今天的参宿四相比,这颗恒星在2000年前更多了一点土黄色。

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到了16世纪,天文学家的观测就更接近现代了。当时丹麦天文学家第谷观察之后描述了参宿四,其颜色比红巨星毕宿五的颜色还要更红一些。

又过了五百多年的时间,参宿四的颜色进一步加深,现在已经和心宿二差不多了。我们知道,心宿二是非常著名的红超巨星,而且在比司马迁更早的时代就已经这么红了。它在中国古代被称为大火星,成语七月流火说的就是它,可见在先秦时期《诗经》问世的时候,它就已经通红了。

天文学家研究参宿四的颜色变化,不仅仅是为了考古,还想借此了解未来。

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时至今日,参宿四内部的氢已经消耗殆尽了,正是由于体型庞大,导致核心处的氢聚变速度太快,让这些巨大的恒星反而寿命更短。现在它的体内进行的,是氦的聚变反应,产生了大量的碳和氧。这个过程是不会持续太久的,参宿四的末日正在一步步走来。

在将来,它可能就会爆发为超新星,变成一颗中子星。但这个将来到底有多远,没有人知道。尤其是近些年来,参宿四出现了亮度急剧下降的情况,让大家纷纷猜想它是不是马上就要爆发了。但最终的结果是它又重新变亮,大变暗事件的原因可能仅仅是星际物质遮住了它的光芒。

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还有人推测,它还可以燃烧4万年的时间,也有人说是10万年。可以说,人类对于参宿四的爆发,几乎只能进行盲猜。只有通过它的演化历程,再加上各种现代的天文学理论,才能推测出一个看起来更合理的范围。

来自德国耶拿市弗里德里希·席勒大学的天文学家Ralph Neuhäuser就是希望利用参宿四颜色的变化,来衡量它的演化进程,判断它到底进行到了哪一步。他们将司马迁和希吉努斯的记载结合在一起,认为参宿四在2000年前应该是橙黄色的,然后逐渐超越毕宿五,达到和心宿二差不多的颜色。

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通过这一方法,以及现有的理论,可以估算出参宿四的质量。Neuhäuser的团队计算的结果是,参宿四质量大约为太阳的14倍,而恒星的质量,是衡量其演化的重要参数。

他们的进一步推测结果表明,参宿四大约形成于1400万年前。它确实已经进入到演化末期了,但仍然需要差不多150万年的时间才会爆发——这个数据比以往的研究要长得多。

司马迁自己也没想到,他的记载能够在2100年后的今天为科学研究提供如此重要的参考资料。不只是他,我国其他文献的作者对天象和天体的记载,都为今天的天文学研究作出了巨大的贡献。不得不说,中国古人真的很伟大。

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话说回来,这么看来,咱们是不用期待见证参宿四的爆发了,毕竟我再怎么养生,恐怕也活不到150万岁。

要不然,咱们还是期待另一颗恒星——海山二吧,它也是随时有可能爆发的。只不过,历史上没有关于它的记载,天文学就更不知道它何时能爆发了……