从 2019 年 11 月到 2020 年 3 月 , 参宿四在2019年10月发生了惊人的“大变暗” , 2020年2月中旬 , 其亮度已经降到其典型亮度(typical brightness)的35%左右 。 在之后几个月里 , 其亮度又开始恢复 。
其变暗之谜就吸引不少天文爱好者 , 因为如此快速且可见的亮度变化十分罕见 。 一些人认为这可能预示它会爆炸成超新星 。 不过 , 《自然》杂志6月17日发表的一篇研究论文指出 , 参宿四变暗是由于该恒星南半球的冷斑和尘埃云造成 。
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【银河系|银河系最亮恒星之一参宿四变暗之谜揭晓:尘埃云】参宿四不同时期的亮度模型
参宿四是距离地球第二近的红超巨星 , 位于猎户星座 , 它看起来是红色 。 参宿四诞生时的质量大约是太阳的20倍 。 这种大质量的恒星的演化速度比小质量恒星快得多 , 它的寿命只有数百万年而不是数十亿年 。
红超巨星是初始质量为太阳的8到35倍的恒星最常见的演化最终阶段 。 当恒星从氢核聚变转变为氦核聚变时 , 该阶段就开始了 。 该阶段会减少大量质量 , 大概会持续10万年 。
红超巨星阶段 , 其外层不断膨胀 , 温度也会下降 。 其巨大低温外层会发生脉动(pulsate) , 并容纳少量巨大的对流元(由于对流而移动的大量物质) , 这些外层脱落的物质最终会在恒星周围的环境中形成尘埃 。
而其内核会在数百万年的时间融合越来越重的元素 , 最后它会进行超新星爆发 。 超新星爆发过程中 , 恒星内部制造的元素会抛到星际空间 , 而恒星本身会变成中子星或黑洞 。
红超巨星是宇宙中最大的恒星 。 参宿四作为一个红超巨星 , 其半径是太阳的900倍 , 如果将它放置在太阳系的中心 , 它会吞噬所有4个内行星(水星、金星、地球、火星) , 并接近木星的轨道 。 参宿四的巨大体积和与地球之间的近距离(约724光年) , 使其成为少数几颗空间可分辨的圆盘(a spatially resolved disk)而非单点的恒星之一 。
论文的通讯作者是Montargès 。 Montargès等人利用智利的甚大望远镜的仪器 , 在“大变暗”之前和变暗期间获得了参宿四高空间分辨率观测图像 。 对这些图像进行比较 , 可以发现变暗主要发生在南半球——参宿四的南半球在“大变暗”期间的可见光谱中比平时暗十倍 。
Montargès等人认为 , 2019年末 , 参宿四南半球的正常脉动行为和对流驱动的冷斑结合 , 使当地环境降温 。 降温使该地区释放的气体迅速形成尘埃 , 产生了浓稠的尘埃云 , 暂时阻挡了参宿四的大部分光线 , 从而给我们带来了“大变暗” 。
2019年 , 参宿四的“大变暗”让一些人以为它即将“死亡” 。 如果它死亡 , 人们就可能在银河系里看到超新星发生 。 超新星非常罕见 , 最近的一次银河系内肉眼可见的超新星是开普勒超新星 , 爆发于1605年 。
然而 , Montargès等人明确表示“大变暗”并不表明超新星即将来临 。
虽然在恒星生命的最后几周到几个世纪中 , 超新星前的质量损失有所加强 , 且有一定的增速区间(从长尺度来看是10?4M⊙yr?1;短尺度来看是1M⊙yr?1) 。 参宿四目前的质量损失目前的质量损失率介于2×10?7M⊙yr?1和2×10?6M⊙yr?1之间 , 还没有进入这一阶段 。
此外 , 一些红超巨星在发生核心坍缩的前几年甚至几周 , 都很少或可能没有预兆迹象 。 因此 , 尽管参宿四目前的质量损失行为似乎并不预示着它的灭亡 , 但它仍有可能在没有预兆的情况下爆炸 。
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