抬头看看,那颗忽明忽暗的星星到底在银河系的哪个角落?
前几天晚上遛狗,一抬头又看见那颗让人捉摸不透的参宿四,它就那么挂在天上,红彤彤的,忽明忽暗,像个在夜店里喝多了的老朋友,我就在想,这颗星到底在我们银河系的什么位置?它离那些我们熟悉的恒星有多远?闲着也是闲着,不如把这事儿好好理一理。
先说最基本的问题:参宿四到底在哪。
如果你现在出门抬头看,参宿四就在猎户座的左肩上,猎户座特别好认,冬天晚上那三颗排成一线的腰带星,谁看谁知道,参宿四是猎户座第二亮的星,仅次于参宿七,但你一眼就能分辨它们——参宿四明显发红,像是夜空里一小团暗红色的炭火。
不过这只是它在天球上的"二维坐标",像个投影,要搞清楚它在银河系里的真实位置,我们得跳出地球这个观测点,把自己想象成在银河系上方俯瞰。
银河系是个扁平的旋涡星系,直径大约10万光年,中心是个棒状结构,几条旋臂从中心甩出去,太阳系不在旋臂上,而是在一个叫猎户支臂的小结构里,夹在人马臂和英仙臂之间,这颗巨星离太阳系不算远,大约640光年(有争议,有些资料说720光年左右,我们就按最近的靠谱数据来),640光年什么概念?你今晚看到的参宿四的光,是明朝洪武年间从它表面出发的,那会儿朱元璋还在位呢。
| 对比对象 | 与太阳的距离(光年) |
| 比邻星(最近的恒星) | 24 |
| 天狼星 | 6 |
| 织女星 | 25 |
| 北极星 | 433 |
| 参宿四 | 约640 |
所以它在银河系里,严格来说是我们的"近邻"——在银河系的尺度上,640光年就跟隔壁小区差不多。
接下来的问题是:它在银河系银道面上的位置。
用天文学的语言说,这颗恒星的银经约200度,银纬约-9度,听不懂没关系,我用人话翻译一下:银经200度意味着,从银河中心出发沿着银道面转200度,也就是大致在银河系外围的方向;银纬-9度意味着它稍微偏到银道面的南边一点点,这告诉我们什么?
参宿四位于银河系猎户支臂的内侧边缘,介于猎户支臂和银河系中心之间,但它更靠近猎户支臂的边界,它不是孤零零一颗星,周围还有一大群蓝白色的年轻恒星,它们都属于猎户OB1星协——一个正在大量制造恒星的巨大分子云区域,猎户星云、马头星云、参宿七、参宿五这些,全都是这个星协的成员,参宿四很有可能就是在同一片星际云里诞生的,只是它质量大、演化快,比身边那些蓝白色的同伴老得快得多。
为了让你看得更清楚,我从天文数据库中调了一张银河系结构的示意图,标注了太阳和参宿四的大致位置:
(图中英仙臂、人马臂、猎户支臂的螺旋分布清晰可见,太阳和参宿四都位于猎户支臂附近,一颗稳定的黄矮星和一颗走到生命末期的红超巨星,在同一片星区共存。)
这是一个真正的星工厂,参宿四就像这个工厂里最早出厂的那批产品——已经在销毁车间门口排队了。
说到这里,你可能想问:为什么它忽明忽暗?
参宿四是一颗红超巨星,直径比木星轨道还大,它外层的气体稀薄得像真空,整颗星处于一种剧烈的脉动状态,体积时大时小,2019年底到2020年初那次著名的"大变暗",后来分析是它表面喷出的一大团尘埃挡住了光线,这种事儿在红超巨星身上不算稀罕,只是参宿四离我们近,所以我们看得特别清楚。
这就引出一个让人既兴奋又有点毛骨悚然的事实:参宿四随时可能爆发成超新星。
"随时"在天文学上的意思是——可能明天,也可能十万年后,但如果它真的炸了,会是什么场面?猎户座左肩上会突然出现一颗亮得白天也能看到的星,亮度可能超过满月,持续数周甚至数月,然后在几年内逐渐暗下去,地球不用担心,640光年的距离足够安全,但那绝对是人类历史上最壮观的天文事件,1987年大麦哲伦星云的超新星爆发(SN 1987A)已经够震撼了,参宿四的爆发会比那更亮、更近。
(2019-2020年参宿四变暗期间,艺术家绘制的想象图,展现红超巨星表面亮度的不均匀分布和可能的气体抛射。)
我还是忍不住查了一下资料。《天文与天体物理研究》上有一篇2021年的论文专门分析参宿四的变暗事件,结论是尘埃遮挡加上表面冷却共同作用的结果,那些天文学家也是挺可爱的,一群人追着一颗星星的亮度变化,跟追连续剧似的。
关于它在银河系的位置,还有一点特别有意思,这颗巨星和太阳系之间,在银河系引力场的作用下,正在缓慢靠近中,不过不用紧张,就算再近,它的轨道也和我们相隔几百光年,不会真的撞上谁。
所以说,参宿四在银河系中的位置可以用几句话概括:猎户支臂内侧,距太阳约640光年,银道面稍南,猎户OB1星协的核心成员,一颗走到生命尽头的红超巨星,正在我们头顶不远的地方静静燃烧,等着它最终的时刻,每次想到这儿,我就觉得晚上遛狗抬头看它的时候,那颗红色的小光点突然变得沉甸甸的。
六百多年前的光,从一颗直径十亿公里的恒星表面出发,穿过猎户支臂稀薄的气体,穿过银河系的星际尘埃,最后被一颗小小的行星上某个人的视网膜捕捉到,这件事本身,比任何科幻电影都浪漫。