超新星爆发如何预测？ 第1页

1987 年，人们观测到超新星 SN 1987A 爆发，其中数十个来自该超新星的中微子触发了世界上当时存在的中微子探测设备，这比该超新星的首个电磁辐射信号到达地球要早几个小时。这被解释为“星体核心坍缩数秒后释放大量中微子，而爆炸冲击波需要数小时才能到达星体的表面并发出光子。中微子比光子更容易穿过发生爆炸的恒星周围受到激烈扰动的物质”。目前测定的中微子速度非常接近真空光速（由于误差或未知机制，有时测出的值还会超过真空光速），至少能提供银河系内超新星爆发的预警信号。因此，超新星早期预警系统可以利用中微子探测器网络监视可能发生的超新星爆发。

观测恒星本身的活动，可以推测其大概有超新星爆发的可能。以目前对超新星的了解程度和观测能力，这对“预测超新星爆发”能起的作用有限。

这并不重要。我们周围没有任何恒星能发生对人类有威胁的超新星爆发^[1]。

• 超新星放出的能量主要由中微子携带，能给天体造成实际破坏的主要是光子能量和抛射残骸的冲击。在光子能量方面，Ⅰ 型超新星在约 0.02 光年外可以轰掉地球大气层，Ⅱ 型超新星在 0.3 光年外可以轰掉地球大气层，极超新星在 2 光年外可以轰掉地球大气层。抛射残骸可以造成很大的破坏，但有效距离很难超过 5 光年。
• 现实中距离地球最近的能发生 Ⅰ 型超新星爆发的天体是飞马座 IK，在 150 光年外；距离地球最近的能发生 Ⅱ 型超新星爆发的天体在 500 光年外。500 光年内没有能产生极超新星的天体，除非你诉诸量子涨落产生的、表现为极超新星的零能量白洞。

一些人对参宿四有不切实际的担忧，那并不必要。

你可以考虑概率并不为零的“太阳系附近存在尚未发现的白矮星，能引起距离地球异常近的超新星爆发，危及人类”，但只要没有大块喷射物直接打中地球，超新星给地球生物圈造成打击的机制就主要是“破坏臭氧层、让太阳辐射和宇宙线攻击地表”，无法期待其本身造成直接伤害。这种照射可以被混凝土·土石地面等制成的掩体、玻璃、金属、海水等稳定地防御。

在预警信号出现后，一部分人可以酌情躲进防核掩体之类（不用特别着急，臭氧层破坏的过程需要数天时间），通常而言民宅里的普通人也不会受到多大影响。高原地区、热带地区的人们在那之后出门时可能需要穿戴简单的防护设备，来减少被晒伤和致癌的风险。

• 地球大气很擅长吸收高能电磁辐射，尤其是伽马射线。但是，这过程会在地球大气里产生氮氧化物，与臭氧发生反应，模型显示 5000 光年外射来的伽马射线暴在全球范围内可以削弱臭氧层 25%~35%，部分地区可达 75%，持续数年。氮氧化物还可以稍微遮挡阳光，但最多 1%。那之后，它们会变成酸雨，但很轻微，地球植物可能从中受益。

如果你要将非人生物也遮蔽起来，欧洲多地早已为防备核战争建立了有掩蔽的植物种子库等设施，这其实更没什么必要。

• 许多植物和地衣擅长承受紫外线。
• 自然界的许多微生物、真菌、昆虫根本不在乎上述机制所能制造的极限辐射量。
• 许多海洋生物会被海水遮蔽而无伤。

紫外线可以被人为散布的臭氧以外的物质（例如二氧化硫）反射。在这个情景里进行地球工程的阻力大抵比现在要小得多。这会同时缓解全球变暖。

一些人谈论的“超新星沿自转轴产生伽马射线暴”是未被证实的假说。WR 104 在 2008 年热门了一阵，2015 年以来就比较冷了。

• 那假说需要恒星达到很高的自转速度来产生定向喷流，而 WR 104 的自转速度无法期待^[2]。
• WR 104 的自转轴并没对着太阳系，估计值有约 12 度、约 30~40 度。如果它有足够的自转速度，伽马射线流的角度约 2~20 度，越宽威力越弱。
• 如果 WR 104 成功将伽马射线照射在地球上，臭氧层会被暂时打掉四分之一，到达地表的太阳紫外线会暂时增加约 50%。
• 平均而言，海拔高度每上升 1000 米，紫外线强度会增加百分之十二。如果你居住在海拔约 0 米的地方，带着氧气瓶等设备去青藏高原旅游，你就可以体验到 WR 104 能在海拔约 0 米处引起的紫外线照射量了。
• 在水下 50 厘米处接收到的紫外线强度是水面接收到的百分之四十。

显然，你无法靠这种数据说服什么国家投资去准备抵御 WR 104 的爆发。

参考

1. ^ 我们周围的哪颗恒星现在超新星爆发可以对地球生物产生毁灭性的影响？ - 卜仆的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/424010317/answer/1518098953
2. ^ https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-007-9583-8