据最新研究报道 ， 红超巨星参宿四在2019年底开始显著变暗——它在十万年内可能不会爆炸 ， 这颗恒星也比我们最初想象的要变得更小 ， 更近 。
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智利阿塔卡马望远镜在次毫米波段看到的参宿四 。
左边的“肿瘤”是从这颗红色超巨星的延伸大气层中轻微延出的热气 。 图片来自ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/E.O'Gorman/P.Kervella/ASU 。
参宿四是著名的猎户座星系的一颗红超巨星 ， 也是我们的夜空中最亮的一颗星之一 。 去年 ， 这颗受人喜爱的明亮的星星开始急剧变暗 ， 这引发了人们的猜测 ， 即它是否会在一次剧烈的爆炸中消亡——像一颗超新星被预测在未来的某一天会发生的那样 。 许多人问会是这样吗？这是非常令人激动的 。 但是现在澳大利亚国立大学的研究人员的在2020年10月16日发表了一项研究 ， 表明我们可能需要再等十万年参宿四才会爆炸 ， 该发现也表明参宿四比科学家以前认为的要更小更近 。
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研究人员把他们的结论出版在同行论文《天体物理学杂志》2020年10月13日期刊上 。
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这组对比图展示了参宿星在它在2019年底开始的变暗前后对比 。 2019年1月和12月的观测结果
它通常是夜空中最亮的恒星之一 。 但是自2019年底 ， 我们观察到了参宿四的两次亮度下降 。 这就让科学家推测它可能将要爆炸 ， 但是我们的研究提供了一种不同的解释——我们知道它第一次变暗与尘埃云有关 ， 我们发现第二次事件更像是由于恒星的脉动而引起的 。
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如果参宿四的第二次变暗确实是由于恒星的自然脉动造成的 ， 那么这将会对参宿四近期和长期的未来将会发生什么意义重大 。 通过流体力学和地震模拟 ， 研究人员能够确定压力波是造成脉动的原因 。 这意味着这颗恒星仍然在燃烧氦气 ， 因此它在近期不会发生爆炸 。 报告合著者、来自东京大学的Shing-Chi Leung 说：
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这张由欧洲南方天文台的VISIR设备通过VLT望远镜捕获的图片 ， 展示了2019年12月时环绕在参宿四周围的尘埃发出的红外线 。 当恒星将自身的物质抛射入太空时 ， 就形成了这些如同火烧云一般的尘埃云；为了使尘埃云清晰可见 ， 图片中用一块黑色圆形图案遮盖了恒星周围过于明亮的位置；中间的橙色圆点则是参宿四表面的SPHERE图像 ， 其直径大小接近木星轨道 。 图片来源：ESO/ P. Kervella/ M. Montargès 等
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Joyce补充道：此时 ， 恒星的内部正进行着氦聚变 ， 也就是说它还没到爆炸的时候 ， 我们可能还要等上100000年 。
这个项目还提供了另一个有关参宿四的令人惊奇的细节：它比我们先前想象的要更小也更靠近太阳系 。 尽管它仍是一颗红超巨星 ， 体积比太阳大数百倍 ， 但其半径仍然略小 。 据布达佩斯Konkoly天文台的合作者László Molnár表示：
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参宿四实际上的物理尺寸有点令人困惑：早前的研究认为其半径略大于木星轨道的半径 ， 而我们的研究则表明参宿四的半径实际上只有这个值的2/3 ， 是太阳半径的750倍 。
当我们有了恒星的物理直径后 ， 我们就能确定它和地球间的距离；我们的研究表明 ， 其与地球间距离只有约530光年 ， 比先前的结论要小25% 。
澳大利亚国立大学的Meridith Joyce,新研究的第一作者 。
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这个距离比之前预测的724光年要近很多 ， 但仍然比安全距离足够远 。 无论参宿四何时爆炸 ， 距离都远得足以让爆炸不会影响到地球 。 这是个让人舒服的想法 ， 尽管现在活着的人不能等到看到它爆炸的那一天 。 但对于任何一个那个时候的科学家来说 ， 这是一个唯一能看到相对较近的超新星爆炸的机会 。 乔伊斯说：
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【天文|参宿四正变得更小，离我们更近，并且不会在最近爆炸】“超新星何时爆炸仍然是一个非常大的问题 。 参宿四是离我们最近的候选人 。 它给我们一个非常稀少的机会去研究像这样的恒星爆炸前会发生什么 。 ”
去年八月 ， 科学家们用哈勃太空望远镜(HST)报道了一个大的尘埃云很有可能造成了参宿四的第一次的重要的变暗 ， 开始于2019年底 。 这个尘埃云被认为是形成于参宿四厚大气中移动的致密炽热气体 。
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这三张艺术家概念图阐释了新的研究 ， 解释了为什么明亮的红巨星参宿四会在2019年底到2020年初的几个月里突然变暗 。 图一中 ， 一团明亮的 ， 炽热的等离子团从恒星中喷射出来 。 图二中 ， 喷射出的气体迅速向外扩张并冷却 ， 形成了一团昏暗模糊的尘埃云 。 图三中 ， 巨大的尘埃云部分遮挡了参宿四的光 。 图片经过NASA/ ESA/ E. Wheatley (STScI)/ CfA.
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参宿四之后会开始回到正常的亮度直到2020年的7月底8月初 ， 它会再一次变暗 。 正如研究里解释的那样 ， 第二次更浅的变暗可能是恒星内部正常的震动造成的 。 这并不奇怪 ， 因为参宿四是一颗变星 ， 大约420天会经历一个亮度周期 。
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新的结果支持了科学家的参宿四不会很快变成超新星的论断 。 另外 ， 有了更快测量恒星大小和距离的方法可以帮助研究者很好地理解它的活动以及为什么这些巨恒星最终会迎来炽热的死亡 。
概要：根据一项新的研究 ， 红巨星参宿四可能在接下来的100000年里不会爆炸 ， 而且它比预想的更小 ， 更近 。
作者：Paul Scott Anderson
FY：Astronomical volunteer team
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