红超巨星或在2022年爆发，将会是世界末日？人类能否幸存？

恒星和我们一样是有寿命的，其寿命的长短与质量有着很大的关系，质量越大的恒星寿命越短。太阳的寿命是100亿年左右，相比之下，距离地球最近的恒星（除太阳外）人马座的比邻星直径只有太阳的七分之一，亮度只有太阳的千分之一，表面温度只有2000度，是太阳的三分之一，寿命却能达到700亿年。而在银河系另一端的一个叫做“手枪星”的恒星，直径是太阳的2000倍，其寿命只有不到1000万年。

恒星的壮年阶段叫做主序星阶段，这个阶段，恒星核心部分的氢原子在核聚变的作用下，每四个氢原子核会结合成一个氦原子核，并释放出极大的能量，正是这股能量以热压辐射的形式对抗着恒星本身的巨大引力，使得这两股力量之间刚好维持着一个平衡，支撑着恒星不会坍缩。
此阶段恒星的亮度热度也相对稳定，对于质量为太阳质量9倍到40倍之间的恒星来说，当其核心的氢元素燃烧殆尽的时候能量就不再向外流出。由于能量已经不足恒星再也支撑不住了，它会在自身巨大引力作用下开始坍缩，坍缩势必会导致压力和温度的急剧上升。当温度超过1亿度的时候，恒星核心以外各层所包含的H元素被点燃继续发生核聚变，同时核心的收缩和壳层的燃烧会造成恒星产生巨大的膨胀，这会寻致恒星亮度会增加至原来的1000~10000倍。

而当恒星体积膨胀的程度超过发光能力的增加时，其自身的温度会在数百万年间变得越来越低，表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色，因此我们把这个阶段的恒星叫做红巨星。如果恒星质量超过太阳的15倍，其外部会膨胀的比红巨星还大叫超红巨星，红巨星意味着恒星已经步入了老年阶段，在这个阶段，红巨星核心内的热能和压力使聚集的氦原子核经过一系列复杂的反应之后最终合成更重的铁原子，但是在合成铁原子的过程中是不产生任何能量的，相反的还会从外部吸取能量。
当铁核在大质量恒星中央累积到一定程度后，辐射能与重力之间的平衡就彻底被瓦解，进而岀现铁核坍缩，在几千分之一秒内恒星会产生剧烈爆炸，辐射的能量相当于太阳100亿年中辐射能量的总和，这个过程就是恒星的死亡过程也就是超新星爆发。
超新星爆发的过程极其明亮，突发的电辐射够照亮其所在的整个星系，几乎全部的恒星物质以十分之一光速向宇宙空间抛散，周围会形成一个由膨胀气体和尘埃构成的壳状结构，我们把这种壳状结构叫做“超新星遗迹”。超新星遗迹就是恒星存活过的证据。
在2019年的时候一颗超红巨星引起了科学家们的注意，这颗恒星距离地球548光年，属于红巨星中体积最大的一类衰亡恒星，它位于猎户座的右肩腋下的位置，中文名字是“参宿四”。
参宿四是天文学中最有趣的天体之一。首先它并不是圆形，而是呈现碟状，中心的老恒星会像心脏一样有规律地膨胀和收缩，这种规律性波动周期只有一年左右，而更能引起科学家注意的是它忽明忽暗的亮度。
科学家发现2019年到2020年2月之间，它的亮度降低了超过三分之二，两个月之后它又恢复了自己原本的亮度，参宿四不仅仅是亮度有变化体积也在发生着改变。研究发现在15年间，其直径就缩小了15%，由于其本身就非常巨大是太阳的1000倍，缩小的这15%就已经相当于金星到太阳之间的距离。
即便是缩小了这么多，如果现在把这颗超红巨星放在太阳的位置，木星轨道以内的区域都会被它吞没。

科学家还发现参宿四缩小的幅度虽然平缓，但是呈逐年加快的趋势。澳大利亚南昆士兰大学物理学博士布拉德卡特认为，参宿四直径不停变化代表着恒星本身正在融合它的碳原子，这是红超巨星重力崩溃的典型征兆。
据此推测参宿四已经到了寿终正寝的时候，并通过模拟计算得出结果：参宿四的超新星爆发最早可能会在2022年到数干年之间随时发生。当然由于距离548光年的关系，这个时间点都是按照我们地球上观测的时间计算的，换句话说如果我们今天看到爆炸，说明真正的爆炸发生在548年之前。
也有人认为它会生存得更久可能会超过几十万年，之所以会产生这么大的争议和误差，其实是因为本身我们对参宿四的距离、体积、质量、半径这些参数都是不确定的，在上个世纪对参宿四的距离估计从180-1300ly不等，前两年科学家通过三角视差法讲算参宿四的距离大约是643ly。
但这个三角视差法当恒星距离太远的时候误差将会非常大，最近一次科学家通过欧洲航天局发射的高精度视差测量卫星，并利用三个独立模型来修正数据，最终得到了参宿四的距离为548光年。而恒星的距离是影响计算其他参数的根本条件，这意味着其所有的参数都会随之更新，所以目前科学家对参宿四的所有预测都不是最终的确切结果。
即便如此相信好多人都和我一样期待着参宿四的死亡，期待着超新星爆发的宇宙奇景能够在我们的有生之年看到，届时地球上的人能够看到一颗泛着白光巨大恒星，其视星等能够达到-12等星的亮度相当于一轮满月。
视星等是指观测者用肉眼所看到的星体亮度，其数值越小亮度越高可以用负数表示，比如我们能看到最亮的金星视星等是-4.89，太阳的视星等是-26.7。
所以参宿四爆发后在白天我们也可以看到它的光辉，无论如何那都将是一场前所未见的天文奇观，将会成为人类肉眼观测到的最亮的一次超新星爆发，直到几个月之后才会逐渐转暗逐渐在肉眼的夜空中消失。届时猎户的手臂将不复存在，并在数百年后会演变成星云。
其实从概率学上来讲，单单是在银河系中平均每100年就会出现三次超新星爆发，人类历史中观测到的超新星爆发已经有很多次了。最早的有关记载是在公元185年12月7日，中国古代天文学家观测到的超新星185，随后被记载到《后汉书.天文志》中，该超新星在夜空中照耀了八个月。
观测到的视星等最亮的超新星爆发是在公元1006年4月30日，位于豺狼座的SN1006爆发。当时是中国历史上的宋朝时期，这颗超新星由司天监周克明等人发现，因而将它称作“周伯星”。据推断其视星等达到了-9，这个亮度人们已经可以借助它的光芒在半夜阅读。

人类观测到绝对亮度最高的超新星爆发，是由中国北京大学研究员东苏勃领导的一个国际研究团队观测到的ASASSN-15h。这场超级超新星爆发发生在40亿年前，其绝对亮度相当于5700亿个太阳，这种超光度超新星的摧毁直径相当恐怖，能够让1000光年以内的一切物体消失，是名副美实的“宇宙杀手”。
相比之下参宿四距离地球只有548光年，如果发生超新星爆发会不会对地球造成影响甚至毁灭人类文明呢？在2017年的份科学研究表明，中小质量的超新星爆发的危险距离是50光年，而按照参宿四的质量来看即便发生超新星爆炸发本身对地球的影响也很有限。
爆炸的前几天里可能会使地球受到轻微的X射线和伽马射线的侵袭，但不会对生命造成毁灭性的影响，我们之需要尽量避免外出就可以有效抵御侵害，另外参宿四爆炸之后99%的能量会以中微子的形式辐射到宇宙空间，这些只有电子的百万分之一大小的小东西，会在600年左右的时间内到达地球并将地球穿透。
地球上的每个人也都会被数以万亿的中微子穿透，然而对我们的身体不会有任何的影响，甚至我们一点感觉都没有，这是因为中微子虽然以接远光速运动，但是与其他物质的相互作用却十分微弱，其实在太阳体内有弱相互作用参与的核反应，每秒就会产生10的38次方个中微子，这些中微子畅通无阻地从太阳流向太空，导致每秒钟会有1000万亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体，甚至在夜晚太阳位于地球另边时也是一样，所以中微子对地球和人类是没有任何侵害的。

但是这并不意味着地球的绝对安全。唯一能够对地球造成巨大危害的是伽马射线暴。参宿四在发生超新星爆发之后，在引力作用下会坍缩形成一个接近史瓦西半径的球体。此时其内部原子核的排列还在，原子的结构也没有被破坏，但电子都被挤到了原子核里面。
质子和电子被挤到起成为了中子，然后整个坍塌结构停止这个状态也就是中子星。中子星是个密度极大的天体，一块方糖大小的物质就可能达到10亿吨以上的质量，物体落至其表面的速度也将达到15000里/秒，也就是光速的一半。
这是个什么概念呢？如果你站在中子星的表面上将一个苹果以自由落体的形式扔在中子星表面，撞击产生的能量将相当于二亿吨NT当量的威力，是人类历史最大的核弹“沙皇炸弹”的4倍，同时中子星旋转速度极快最高能达到每秒2000次，这对人类探索太空有着非常大的意义。
当参宿四形成中子星之后，如果当时它的自身质量超过太阳质量的3-4倍以上，它就会继续在引力的作用坍缩。当缩小到史瓦西半径以内的时候原子结构被彻底破坏，此时已经没有什么可以力量可以与引防力进行对抗了
所有的物质都会向着中心点疯狂移动，最终形成一个体积无限小且密度无限大的天体-黑洞。
对于参宿四来讲无论他最终的命运是形成中子星，还是形成个小质量的黑洞。在坍缩的过程中都可能会喷射岀高能气体喷流，这种气体喷流具有恐怖的杀伤力，能够延伸到几百光年之外，一个典型的伽马射线暴就这样发生了。
仂玛射线暴是一种伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速減弱的现象，持续时间在0.1秒-1000秒之间，伽玛射线暴能够在几秒时间里释放出相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和，是人们已知的宇宙中最猛烈的爆发。

1997年12月14日的一次伽射线玛射线暴发生在距离地球120亿光年，在爆发后一两秒内其亮度就与除它以外的整个宇宙一样明亮。它在50秒内释放出的能量，相当于整个银河系200年的总辐射能量，而1999年1月23日发生的一次伽玛暴比这还要猛烈10倍。因此科学家推测宇宙中人类至今没有发现进化成高级物种的地外生命，很可能就是被宇宙中的伽玛航线暴消灭掉了，而我们的地球在未来也可能会面临类似的命运。
在研究中还发现449亿年前地球奥陶纪生物大灭绝，就有可能是一束6000多光年外的伽马射线暴不经意间扫了地球一下下的结果。6000光年远的伽马射线暴都能够毁灭地球生，而参宿四距离我们只有548光年，如果真有伽马射线暴射中地球后果是不堪设想的。
当参宿四的伽马射线暴扫过地球的时候，天空中会出现大量美丽的极光，但伴随着的是所有生物的会被强大的辐射瞬间杀死，地球的大气层也会被高能伽玛射线及宇宙粒子的作用下消失，地球将永远不再适合生命生存。
那么这是不是意味着参宿四的超新星爆发就注定了地球的命运呢？其实伽玛射线爆虽然超级恐怖，但是它的爆发是具有方向性的，恒星死亡爆发出的气体喷流是沿着自转轴的两端方向延伸的，而如今科学家已经确定参宿四的自转轴方向与太阳系位置相差了20度，完全不会直接扫过太系，所以参宿四的超新星爆发只有壮丽的宇宙奇观，我们可以放心观看。
那么问题来了，如果碰巧有强大的伽马射线暴直接扫过太阳系甚至地球，以我们现在的科技水平应该如何进行应对和防御呢？答案是“无法应对只能听天由命”，我们能够做的就是珍惜现在的时光好好生活。