我们这一生可能会遇到哪些天文奇观？

我就是但丁徊

我们这一生可能会遇到哪些天文奇观？

素身素

推荐你一本书：《时间的天文学》
天文学，用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象。
天文学是现代科学中最尖端，最前沿的科学，也是现代科学中最基础、最简单的学科。其实天文学无处不在，从东、南、西、北，到太阳的东升西落，从日夜交替，到一年四季，甚至地面上的每一个影子都是天文学的一部分；而太阳系、银河系、黑洞、宇宙、宇宙大爆炸也都是天文学中的一部分。无论是最简单的天文现象，还是最复杂的天文知识，天文学都是用数学、物理学来描述和解释的。而学习天文学，我们还是需要从最简单的天文现象开始，并不是直接去描述黑洞、去解释宇宙大爆炸。
天文现象，在天文学中，所有的天文现象都可以用数学描述、用物理学解释，有复杂难懂的，也有简单易学的。天文现象不是只有黑洞、只有宇宙大爆炸。其实，小学生的数学已经可以描述很多天文现象了，包括天文学中最重要的天文现象--地球的自转和围绕太阳的公转。
天赤道，地球赤道在星空中的投影，天文学中最重要的标记线之一。太阳东升西落的移动轨迹是和天赤道平行的(几乎)，星星、星座东升西落的移动的轨迹也是和天赤道平行的，这些都是地球自转的结果。那么，天赤道在哪里？参考:【一. 正南方、天赤道】


面向正南，从头顶(天顶)向正南倾斜一个特定角度就是天赤道，而这个特定的角度值就是我们生活城市的纬度值(A-Z之间的角度值)。日晷，天文学中最重要的天文仪器，就是倾斜对准天赤道的。等分，只有倾斜对准天赤道，日晷等分的刻度才能将时间等分，而其他角度不行。参考:【二. 时间--真太阳时】



猎户座的东升西落

猎户座，星空中最容易辨认的星座。1年365天，猎户座东升西落365次，每一次东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的，其实每时每刻猎户座与天赤道之间位置关系不变，这是地球自转的结果。所有的星星、星座东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的，这些都是地球自转的结果。参考:【三. 365天，高度的变化规律】



太阳的东升西落

1年365天，太阳东升西落365次，看似没有规律，其实也是围绕天赤道展开的。1天之中，太阳东升西落的移动轨迹和天赤道是平行的(几乎)；1年之中，太阳东升西落的移动轨迹在天赤道±23.5°之间移动。

• 夏至日太阳高度角=天赤道倾斜角度＋23.5°，
  
• 冬至日太阳高度角=天赤道倾斜角度－23.5°。
  

每一个城市天赤道倾斜的角度是不一样的，因为天赤道倾斜的角度=90°－本地纬度。根据公式，带入每一个城市的纬度值，计算出地球上每一个城市冬至日、夏至日太阳的高度角是非常简单的事。参考:【三. 365天，高度的变化规律】。看似复杂的天文现象也是可以简化的。描述所有这些天文想象，小学数学中的加减法和一个量角器就可以完成了。但是没有"学"，我们会发现即使大学毕业了，这些最简单的天文现象我们也不会描述，甚至很多人都不知道"天赤道"是什么。
时间与天文学，
虽然天文学是用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象，但是数学和物理并不是天文学的核心。时间，才是天文学的核心，是天文学中最重要的工具，也是开启天文学的钥匙。太阳东升西落、月亮东升西落，星星、星座东升西落，站在地球上观察，所有的天体都在移动，而所有天体移动的规律都是时间的规律。天文学对于时间的定义是天文历法，描述的就是天文学中最重要的天文现象--地球的自转和围绕太阳的公转。
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尹恩沛

（不邀自来）
惯例，先分析题目。
奇观，指雄伟美丽而又罕见的景象或出奇少见的事情。理清楚要点后，我将对以下提出的每一项“奇观”作“罕见性”、“壮观性”和“可能性”的指数评价，先把重头戏放在前面叭。
<hr/>1.发光红新星的诞生（尤指KIC 9832227）
罕见性：9/10
壮观性：3/10
可能性：9.5/10
介绍：发光红新星，即两颗恒星合并产生的爆炸现象。
例子：KIC 9832227（双星系统）
经预测，这个位于天鹅座天区内双星系统将于2021年9月到2022年9月间产生双星合并现象，届时将会诞生一颗发光红新星。它距离我们约1800光年。然而，2018年9月对观测资料的重新分析显示先前的预测是基于错误的定时观测资料，否定了原先的合并预测时间。
（反正咱这辈子看得到就行）



位置图，用Stellarium软件截的

亮度增大10000倍后，看起来比图中的天津四稍暗一些。（好叭是不是很失望）

2.超新星爆发（尤指参宿四）
罕见性：8/10
壮观性：6/10
可能性：3/10（我觉得不太可能了，但结合最近发生的事件，定为3）
介绍：超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。
例子：参宿四（红超巨星）
如今参宿四已走入生命末期，推测在未来数百万年中，可能变成 Ⅱ 型超新星。天文学家预计参宿四最终会以Ⅱ型超新星爆发来结束它的生命，或是其质量只足够变成一颗小质量黑洞。但各方对它还有多长寿命并没有一致的意见：有些人认为它的直径不停变化代表着参宿四正在融合碳原子，而会在数千年之内变成超新星；不同意这观点的人则认为它可以生存更久。 如果真的发生超新星爆发，其光度将增至原来的数十万倍以上，（大概和上弦月的亮度差不多）；也有一些预测指，最大光度甚至可以达到满月的 3 倍。超新星的光将持续数月，在日间也能看见，然后将会逐渐转暗，在的夜空中消失。



位置，还是用Stellarium截的

3.水星凌日
罕见性：7/10
壮观性：3/10（请用太阳滤光装置观测）
可能性：10/10
介绍：太阳、水星、地球三者恰好排成一条直线时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑（水星）在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。
例子：以下时间发生的水星凌日全国可见。
2032年11月13日



考验视力的时候到了（开玩笑，买个望远镜吧）

2039年11月17日、2052年11月10日、2062年3月11日（各位保重身体）、……

4.日全食
罕见性：7/10
壮观性：9/10（初亏、食既、生光、复圆阶段请用太阳滤光装置观测）
可能性：10/10
介绍：在地球上的部分地点太阳光被月亮全部遮住的天文现象
例子：以下时间发生的日全食在中国部分地区可见。
2034年3月20日、2035年9月2日、2060年4月30日、2063年8月24日、2070年4月11日



5.哈雷彗星回归
罕见性：9.9/10
壮观性：6/10
可能性：10/10
介绍：哈雷彗星——每76.1年环绕太阳一周的周期彗星通过近日点的现象
例子：2061年7月28日 哈雷彗星位于近日点
（这里Stellarium给的模拟图过于鸡肋，我就不放在这里了）

6.行星掩恒星
（未完待续……）

嫣冉

苍穹上，冬夜的星座：金牛座、猎户座和大犬座已沉到西方地平线下；夏季的星座：天琴座、武仙座和天秤星座早已出现。一颗颗星如一只只遥远的眸子，从宇宙无边的夜海深处一眨一眨地看着人类世界，只是在今夜，这来自宇宙的目光有些异样。
这时，人类所知道的历史已走到了尽头。
--刘慈欣《超新星纪元》

固然这部小说有着些许的科学漏洞，但并不掩盖它的趣味。与“喷流”、“伽马爆”等对于人类来说“虚无缥缈”的高能天文现象不同，“超新星爆发”更食人间烟火一些。
超新星

《后汉书·天文志》记载：“中平二年（公元185年）十月癸亥（12月7日），客星（超新星SN 185）出南门中，大如半筵，五色喜怒，稍小，至后年六月消（亮度持续了约八个月的时间）。”
《宋史·天文志》记载：“景德三年（公元1006年）四月戊寅（4月30日），周伯星见（超新星SN 1006，位于豺狼座），出氐南，骑官西一度，状如半月，有芒角，煌煌然可以鉴物（亮度高到人们在夜晚可可以不接触灯烛来读书），历库楼东。八月，随天轮入浊。十一月复见在氐。自是，常以十一月辰见东方，八月西南入浊。”
《续资治通鉴长编》记载：“至和元年（公元1054年）五月己酉（7月4日），客星（超新星SN 1054）晨出天关之东南可数寸（嘉祐元年三月乃没）。”这次超新星爆发产生了著名的蟹状星云（如图1），也是古代观测范围最广阔（初宋朝以外，美洲、日本等地也有记载）的一次超新星爆发。




图1：蟹状星云。

此后随着文艺复兴运动，欧洲自然科学飞速发展，1572年11月的仙后座超新星（第谷超新星）爆发、1604年10月9日的蛇夫座超新星（开普勒超新星）爆发，分别被丹麦天文学家第谷·布拉赫和神圣罗马帝国的约翰尼斯·开普勒所记载在文献中。自那之后，银河系再无超新星的影子。
二百余年后，爱尔兰的艾萨克·瓦德于1885年8月19日观测到了仙女座星系的超新星SN 1885A，这是人类历史上首次观测到河外星系的超新星爆发。
至今为止最后一次肉眼可见的超新星爆发事件发生于1987年2月24日，大麦哲伦星云的超新星SN 1987A为现代天文学家提供了观测的机会。
或许，在不久的将来，我们有机会再次迎来银河系内的超新星爆发。
参宿四

《史记 · 天宫书》记载：“参为白虎。三星直者，是为衡石。下有三星，兑，曰罚，为斩艾事。其外四星，左右肩股也。小三星隅置，曰觜，为虎首。”
参宿是古代西宫白虎七宿之一，它的东南面是全天第一亮星天狼星，而参宿本身也有着一颗全天第七亮星参宿七（猎户座β），和我们今天的主角--全天第十二亮星参宿四（猎户座α）。



图2：参宿四。

参宿四是一颗0等星，对于天文爱好者们来说，在冬季夜空中，观测它与大犬座的天狼星、小犬座的南河三组成冬季大三角无疑是一种乐趣。
参宿四直径约为12亿公里，质量约为12倍的太阳质量，年龄约为900万至1000万年，属于红超巨星。虽然相比于45亿岁正值壮年的太阳，参宿四还是个娃娃，但对于红超巨星来说，它已经是一个耄耋之年的老人了。
对于一个具备极高素质的恒星来说，在它漫长的生命历程中，不仅要考虑自身的奋斗，还要考虑宇宙的进程。有的星死重如黑洞，有的星死轻如白矮。对于参宿四来说，作为一个演化到晚期的红超巨星，II型超新星或许是它星生的最后终点。
II型超新星

我们前文提到过对于超新星爆发的肉眼观测，仔细想一下不难得出，超新星爆发既然有的可以肉眼可见，那么它们在爆发时释放的能量一定非常大，事实上，超新星爆发的能量可达 erg，和整个星系的亮度相媲美。
根据观测中有无氢成分的特点，天文学家将超新星爆发分为I型超新星（无氢）和II型超新星（有氢）两大类。
对于质量在8到30个太阳质量之间的大质量恒星，II型超新星一般是他们的星生终点。
这种大质量恒星演化到后期会形成致密的、铁元素组成的核心，在这层核心外面是由一系列重元素组成的外壳。我们都知道恒星内部存在着核聚变活动，当恒星晚期核聚变活动停止时，核心压力会突然下降，随后引力坍缩会导致核心温度升高。当核心温度达到某个临界值时，铁原子核和生成的氦原子核会被光致效应分解，这个过程中产生的质子会迅速俘获电子从而形成中子，使得恒星核心急速中子化。值得一提的是，在光致和中子化过程中会产生大量的中微子，中微子探测正是研究超新星爆发的一项重要手段（小柴昌俊当年获得诺贝尔物理学奖就与此有一定关系）。



图3：II型超新星爆发前的结构。（图源《现代天体物理概论》）

产生中微子的过程会大量吸热，而大量电子被中子俘获后又会导致简并压降低，在这两种作用的共同努力下，恒星核心会继续坍缩（恒星：我谢谢您嘞）。当恒星核心密度达到某个临界值时，中微子由于原子核和中微子中性流之间的相互作用会发生散射，从而被封闭在恒星核心的外层，这些中微子携带着很高的能量，会在受到扰动之后突然爆发，讲富含铁元素的外壳吹散。



图4：II型超新星爆发过程。（图源《现代天体物理概论》）

这就是所谓的超新星爆发过程。而超新星爆发所遗留的外壳会产生所谓的超新星遗迹，中子化的致密核心则会形成中子星（如果形成黑洞，由于黑洞不存在固态的表面，所以超新星爆发的能量会大大折扣）。
参宿四超新星爆发

说了这么多，我们有生之年可以看到参宿四的爆发吗？



图5：来自某天文群。

2019年下半年，有天文学家发现，参宿四突然间明显变暗了，要知道它可是全天第十二亮星。这一次参宿四变暗的程度相当之大，亮度大概已经下降到了自70年代以来的最低点。
天文学家们推测，参宿四最终会以一场华丽的II型超新星爆发来结束自己光辉而灿烂（真·灿烂）的一生，并且像前辈SN 1054一样形成一个新的星云。但研究的纠纷在于，我们并不知道它什么时候会炸。
有些天文学家认为它会在数千年之内变成超新星；而有些天文学家则认为它还可以再续上个几百万年。
今天（2020年1月30日），有外国友人突然在推特上表示：参宿四又开始变亮啦！



图6：原推文。（图源：某天文群中群友的截图）

这次突然变亮究竟预示着什么？我们的有生之年究竟是否可以欣赏参宿四自爆的美景（划掉）？如果参宿四爆发，我们会不会像《超新星纪元》里描述的那样被灭绝（这个真的不会，因为地球离参宿四太远了，甭说地球了，太阳系都不会受到影响）？
这一切的一切，都有待天文学家们做更进一步的研究。

李冰381

谢邀！
公认的天文奇观如日食、月食，大众是比较容易知道并观测的
另外，一些亮星伴月也比较容易观测，比如最近的金星伴月，日落后非常醒目，拍出照片也很震撼。彗星之类的天文奇观，虽然我们不太不容易了解，但一生中也是有机会观测到的。
我前边的重点在观测，大概列举了几种能观测到的天文奇观。但如果说“遇到”的话，我们这一生能够遇到大部分公认的天文奇观，可惜的是，因为我们不了解或者观测难度太大。很多奇观我们遇到了，却错过了，此生未曾看见。
其实，天文奇观这个词，完全可以自己来定义。只要愿意享受天空，所有你看到的天文现象，都能成为你心中的奇观