首先注意到这一现象的是职业天文学家。
日本的“超级神冈号”(Super-Kamiokande)中微子探测器的研究人员无法相信眼前的景象:他们的探测器像圣诞树一样被点亮了!他们急忙检查硬件设备是不是出了什么故障。很显然,没有什么天文事件能够引发如此多的亚原子颗粒,即使是太阳也很少产生可观测的中微子。一定有数百万的中微子才能使得仪器发生如此大的反应!仔细检查了设备之后,他们又用了两个小时才确定中微子潮的真实性,但这太晚了……对事物固有的认识有时并不利于问题的解决。
数分钟后,绕地运行的探测器们开始活跃起来。用来观测X射线和伽马射线等高能射线的天文卫星的观测值有所上升。更多的卫星调整角度,对准颗粒源,不过很快就被不断增加的强光浸没。又过了一会儿,这些卫星全部“失明”,并逐渐脱离目标轨迹。
在地面上,透过地球深邃的夜空,数以千计的初级天文爱好者、卡车司机、警察和所有夜行动物都注意到了天空中的亮光。随着时间的推移,它变得越来越亮。一些天文爱好者开始还以为那是一架飞机或者是卫星反射的太阳光,不过他们很快反应过来并开始记录数据。其他人发送电子邮件,提醒世界各地的天文学家:快拿出望远镜!那是一颗新的超新星!
其实,没有必要发送电子邮件。没过多久,这颗“新”星的光芒就盖过了天空中其它所有星星。它像初升的太阳一样,把周围的天空洗净了。
天文学家们欣喜若狂。在我们的星系中出现肉眼都能看到的超新星,已是4多年前的事了,这颗超新星无疑具有里程碑意义。
但他们的快乐注定是短暂的。正当天文学家们聚精会神地观测时,所有设备突然“罢工”。控制望远镜的电脑死机,丢失了所有的图像和数据。还没来得及挽回损失,所有的电力供应中断了。一位天文学家冒险到室外查看发生了什么,发现附近的城市已没有亮光。正常情况下,数以千计的街灯、建筑物、照明灯、汽车特许经销商和家庭住宅发出的冷光会盖过天空中较暗的星星。具有讽刺意味的是,夜空中的星星再次清晰地看见是由于电力告急。但是她已无法观察,因为她的望远镜已失去效用。
她抬头凝望繁星,过了一会儿,发现天空并不像刚才那么黑了:超新星正用犀利的目光俯视着她。在超新星的周围,天空泛着蓝色,附近的所有星光都黯然失色……
忽然,她的注意力被天空中的另一道亮光所吸引,这道光慢慢地划过天空。当意识到那是国际空间站时,她笑了,为在此时还能看到一些正常的东西。
她不知道的是,空间站中的宇航员已经死了。如果知道,她当然笑不出来。更可怕的是,几年后,地球上的所有人都会死去。当超新星的第一缕光线接触到大气层,人类就注定了灭亡。
超新星发出的伽马射线对于臭氧具有超强的破坏力,大气中臭氧的含量很快下降到正常水平的一半。当太阳再次升起时,紫外线几乎毫无遮拦地穿过大气层灌入地球。强烈的日灼只是我们面临的最小的挑战,紫外线会杀死海洋中的浮游植物群落,而这正是食物链的最初一环。以此为食的动物发现它们的食物来源在几天之内迅速减少并消失,食物短缺现象不断向上传递。死亡开始蔓延,它不会停止,直到抵达食物链的最高端:人类。
已经有相当长的一段时间没有因一次天文事件触发一场大范围的物种灭绝了。但是现在,这个纪录将被打破。
如果你在一个晴朗的夜晚走到户外,来到远离城市灯光的地方,可以看到数以千计的星星点缀在夜空中,它们看似是永恒不变的。实际上,星星的位置会有所变化,只是这种变化并不是它们自身的原因,而是由于地球的运动。它们还会不停地闪烁,但同样,“责任”也在我们——我们头顶的大片空气模糊了它们的光线。
不过,即使你每天或者每周都到户外观察,也不会发现星星的任何变化。眼尖的观察者可能注意到有些星星轻微地、周期性地改变亮度,这就是通常所说的“变星”(variable stars),它们在几天或几周内会出现盈亏盛衰。但是,这些星星本身既不新生也不消失,和夜空一样显得那么永恒不变。
可是,宇宙是会骗人的。
154年7月4日,一颗新的星星出现在金牛座的上空。中国的天文学家记录下这颗“客星”,同时指出它的亮度超过了空中第三亮的金星(第一是太阳,第二是月亮)。世界各地分散着许多关于这个新天体出现的记录,虽然很不规范,而且存在一些争论,但这个事件的真实性是毋庸置疑的。
巨蟹座星云源于154年7月爆炸的一个巨大的恒星形成的扩张的岩屑。它可能是天空中最好的研究样本,也是最漂亮的一个。
一千年后的今天,我们在用双目镜观察金牛座时,在牛角之间,会发现微弱的、模糊的一团,那显然不是一颗恒星。你自己也可以使用小型的望远镜印证一下。科学家们通过大型望远镜——特别是配备有可长时间曝光的摄像机的那种——观测后发现,这个物体其实是一团气态的、丝状的云体。它看起来像是刚经历过爆炸一样。通过比较不同时期的影像,科学家们发现,这团云体(天文学家称之为“星云”)在不断扩张,云内的细丝和结点明显地向外移动。追溯这个扩张的过程可以发现,所有这些气体最初都来自天空中的一点。这个点以一颗距星云中心很近的恒星为标记。通过测量扩张的速度,爆炸事件的时间被估算出来。值得注意的是,这个时间就在11世纪中叶,与中国的天文学家发现客星的时间出奇地吻合!今天,所有天文学家都已不再怀疑它们就是同一件事。
中国的天文学家观测到的是天文界最震撼、最恐怖的事件:超新星。那时候它好像还没有那么可怕——毕竟,人们看到的只是天空中的一道光!但是,经过进一步观测,这个事件的规模和量级被反映出来。
最初用小型望远镜观测时,这团星云的外形比较模糊,有点像甲壳纲的动物,因此天文学家称之为蟹状星云。它是由恒星爆发产生的残留物扩张形成的。扩张的速度相当快,直径逐渐增加到数万亿英里。在扩张的过程中,星云物质在经过周围气体时产生震荡波,把它加热到数千度。
我们距离蟹状星云65光年(或者大约4,,,,,英里),即使如此遥远,又形成于1个世纪以前,它目前仍是天空中最亮的星云之一。刚刚形成时,超新星非常明亮,就算在白天都能看到,并在短短的几周内,向太空中释放了惊人的能量——相当于太阳在整个生命周期(1亿年)内释放的全部能量。一般来说,一个标准的超新星发出的光,比一个星系中数万亿的星星发出光的总和还要强,而且可以持续数周。
我们的眼睛只能看到可见光,而可见光只是电磁光谱中很窄的一部分,其中还包括无线电波、红外线、紫外线、X射线和超高能伽马射线。假如你的眼睛能够看到X射线,蟹状星云将是天空中最明亮的天体之一;假如你能看到无线电波,也会有同样的感觉;假如你能看到伽马射线,蟹状星云将不仅是最明亮的,也是最持久的。
哈勃望远镜快速拍下了1994D号超新星的照片,它是1994年观测到的第四颗爆炸的恒星。主星系叫做NGC463,距离地球1亿光年。这个超新星大约和整个星系一样明亮。
需要提醒大家的是,巨蟹座和地球之间的距离是太阳和地球之间距离的9万倍。
不用说你也能猜到,超新星能够造成大范围的破坏。好在距离较远,蟹状星云诞生时发生的爆炸对于我们来说只是天空中的一道亮光,但是,不是所有的超新星都离我们那么远。地球曾经与爆炸的星云擦肩而过,在未来肯定还会有更多的“机会”。
那么到底多近才算是“足够近”?要理解超新星到底会对它周围的环境产生什么影响、这些事件是否会对我们构成威胁,首先需要弄明白是什么让一个平时看起来很稳定的恒星突然爆炸。