再过50亿年,太阳内部的氢等元素就会燃尽。之后,它会先变成“红巨星”(体积是现在的100倍以上)。所谓红巨星,就是大气膨胀、温度下降后发红的恒星。如果那时地球的公转轨道和现在一样,那它很可能被变大的太阳吞噬。然后,太阳会释放出大量气体,在距今70亿年后变成和地球一般大的白色死星——白矮星。
问题是,比太阳大10倍以上的恒星一旦用尽燃料,就无法保持原型,进而发生爆炸。这就是所谓的超新星爆炸。大量能量会在爆炸时释放出来。在爆炸1秒钟后,比铁更重的元素就会相继诞生。
研究结果显示,当中子撞到原子核时,中子就会发生β衰变(中子衰变为质子、电子与反中微子),转变成质子,形成更重的元素。
一旦发生超新星爆炸,无数尘埃就会散落到周围的宇宙空间。尘埃聚到一起,形成新的恒星。新恒星死亡时也会发生超新星爆炸,形成更重的元素。这个过程周而复始,每发生一次,就会有比铁更重的元素诞生。
我们将这种现象称为“元素的化学进化”。“化学”本是代表元素组合变化的专业术语,所以我觉得用“原子核进化”或者“元素进化”更合适一些。
那么,我们所在的太阳系处于化学进化的哪个阶段呢?如前所述,太阳很小,不会引发超新星爆炸。但是地球和太阳系的其他地方的确有比铁更重的元素。由此可见,太阳系的化学进化程度已经相当高了。
这意味着太阳系在太阳和地球诞生前,已经经历过超新星爆炸。换言之,利用锌和碘等比铁更重元素的人类的存在,完全建立于宇宙化学进化史的基础上。
眼下有一颗恒星吸引了研究宇宙科学的专家们的关注。它是猎户座的参宿四。学者们认为,它发生爆炸的日子已经不远了。
猎户座在冬季星座中分外惹眼,而“猜户”肩膀上的参宿四则是这个星座中最明亮的一颗红星。亲眼见过这颗星星的读者一定不在少数。
实际上,这颗参宿四已经走完了生命99%的路程,随时都有可能发生超新星爆炸。
许多观测结果都暗示着它的宿命——人们通过哈勃望远镜观测到它表面的白色花纹,而且它已经开始变形,表面长了个“大瘤子”。还有数据显示,它正在以惊人的速度收缩。
顺便一提,哈物望远镜是在距离地表600公里的轨道运行的太空空间望远镜,于一九九零年由美国成功发射。它不受地表大气与天气的影响,能够精确观测各类天体。
宇宙是如此浩瀚,每天都会有超新星爆炸发生,只是爆炸发生在遥远的其他星系。我们所在的银河系,每30至50年会发生一次超新星爆炸。而参宿四离太阳系很近,如果它真的爆炸,那很有可能是智人诞生20万年以来规模最大的天体秀。
东京大学的研究小组对参宿四的爆炸情况进行了估算。它一旦爆炸,将释放出相当于满月光芒100倍的光亮。另外,南昆士兰大学的研究小组认为,参宿四爆炸时的亮度足以让我们在白天清清楚楚地看到它。
但是,谁都说不清参宿四到底会在什么时候爆炸。
它的确处于“随时都有可能爆炸”的状态,但也完全可能在100万年以后才爆炸。宇宙的时间单位就是如此巨大!