如果把天狼星换成参宿四,那它看起来有多大?会影响地球吗?


参宿四是一颗老年恒星,它已经膨胀为红超巨星,它的半径相当于太阳的887倍[1],即6.17亿公里,或者4.12天文单位。如果把太阳换成参宿四,那么,最靠近它的四颗行星都在其内部,参宿四的外层位于火星和木星的轨道之间,距离木星轨道大约为1天文单位。

尽管参宿四的尺寸很大,即便把它从640光年外放到距离地球8.6光年的天狼星位置,它看起来仍然只是一颗亮点,而非像太阳那样的圆盘形。并且它暂时也不会对地球造成影响,因为还是距离太远了。

那么,如果参宿四位于8.6光年外,它的视直径究竟有多大呢?

通过上式,可以计算出参宿四的视直径约为3.1角秒,而人眼的分辨极限为60角秒,所以参宿四用肉眼看起来还是一个亮点。

由于天狼星离地球相对较近,并且本身的亮度很高,所以它是夜空中肉眼可见最亮的恒星。如果把天狼星换成参宿四,它将会成为夜空中肉眼可见最亮的恒星,因为参宿四的光度远高于天狼星。天狼星的光度大约是太阳的25倍,而参宿四的光度至少是太阳的9万倍,对应的绝对星等为-7.55等。

M=m+5-5lgd

通过上式,可以计算出参宿四的视星等为-10.44等。理论上,只要视亮度高于-7等,它将不会被太阳光淹没,使其在白天也能肉眼可见。而参宿四的视亮度是-7等的24倍,所以参宿四在白天也是直接能够用肉眼看到,只要地球的白天一侧朝向参宿四,并且不是阴天,或者参宿四没被月球和太阳挡住。不过,这并不会对地球以及生命造成影响,因为它与太阳相比显得微不足道。

但考虑到参宿四已经是红超巨星,如果它就在附近,这会严重威胁到地球上的生命。因为参宿四在未来数百万年之内爆发成超新星,如果它在天狼星的位置,并且自转轴对准地球,那么,致命的伽马射线暴将会摧毁地球大气中的臭氧层,导致地球生命暴露在致命的辐射之下,由此会引发物种大规模灭绝。

根据化石记录,科学家认为发生在4.5亿年前的第一次物种大灭绝事件(奥陶纪-志留纪灭绝事件)的元凶是一颗超超新星,高能伽马射线暴连续轰击地球大气层长达10秒,导致一半的臭氧层被摧毁,最终引发86%的物种从地球上消失,这是地球上发生过的第二严重的物种大灭绝事件。

理论上,超新星的杀伤半径可达50光年,而超超新星的威胁范围还要更广。但好在现实中,距离地球50光年之内没有潜在的超新星和超超新星。

参考文献

[1] Michelle M. Dolan, Grant J. Mathews, Doan Duc Lam, et al., Evolutionary Tracks for Betelgeuse, The Astrophysical Journal, 2017, 819, 7.

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