本月，一些天文观测者将目睹 参宿四，这颗天空中最明亮、最著名的恒星之一，几乎消失不见。仅仅几秒钟后——尽管天文学家们希望这颗恒星能在不久的将来迎来爆炸性的末日——它将再次出现，像以往一样明亮。
参宿四的短暂消失将标志着一个宇宙巧合：一颗小行星将阻挡这颗恒星在地球表面的一小部分区域的视线。科学家们将这次天体排列视为千载难逢的机会，他们希望这能让他们以迄今为止最佳的分辨率瞥见参宿四不断变化的表面冷热斑块。
“这是大自然给予我们的绝佳机会，我们必须好好利用它，”巴黎天文台的天体物理学家米格尔·蒙塔格斯说，他帮助协调了数十名业余观测者试图观测这次事件。
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这次机会得益于一颗名为莱昂纳的大型小行星，天文学家最早于 1891 年发现了它。莱昂纳本身只是另一块堆积在火星和木星之间小行星带中的太空岩石。但在 12 月 11 日美国东部时间晚上 8:17，莱昂纳将直接滑过地球和参宿四之间，参宿四是一颗红色超巨星，与小行星不同，它已被世界各地无数代人所认知。
参宿四是猎户座一个明亮的肩膀，距离地球仅 650 光年。尽管它的亮度经常上升和下降，但 2019 年，当宇航员意识到它的亮度正在迅速下降时，这颗恒星成为了人们关注的焦点，这被称为“大暗淡”。尽管人们希望地球人能看到这颗恒星在未来 1 万到 10 万年内的某个时间爆发成为超新星，但参宿四仍然存在——尽管这颗恒星的亮度变化速度比以前更快了。
“它还没有从大暗淡中恢复过来，”哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家安德里亚·杜普里说。“可怜的东西，它还在晃动。”尽管这颗恒星的演化难以预测，但她认为参宿四可能还需要一两年才能平静下来。
近年来，天文学家使用哈勃太空望远镜、地面天文台甚至 日本气象卫星 研究了参宿四。但是莱昂纳的掩星可能会让科学家们真正独特地观察到这颗恒星。
为了了解这次事件的特殊性，请考虑 2024 年 4 月发生的日全食。在日食的高潮期间，地球表面狭窄地带的观测者将看到月球直接经过太阳的前面。因为这两个天体在我们的天空中看起来大小相同，所以月球将完全遮挡太阳可见的圆盘，并暴露被称为日冕的微弱而飘渺的光环，这是我们恒星大气层的一层，否则科学家无法从地球上看到。
同样，大约 40 英里宽的莱昂纳在天空中看起来与巨大但非常遥远的参宿四的大小大致相同。这将使小行星在两个天体完美对齐时阻挡全部或大部分恒星的光线。但是，虽然地球大约每 18 个月就会经历一次日全食，但像参宿四这样明亮的恒星的掩星现象非常罕见，据蒙塔格斯估计，不到一个世纪发生一次。
掩星观测者将在整个过程中多次测量恒星的亮度，这只会持续几秒钟。通过将这些测量结果与科学家们对莱昂纳形状的了解相结合，天文学家可以识别参宿四表面较亮和较暗的区域，这些区域对应于恒星较热和较冷的斑块。
准备工作包括两个主要策略。首先，天文学家需要更好地了解莱昂纳——这恰好需要观察这块太空岩石对更小、更暗的恒星的掩星现象。有了这些数据，科学家们可以改进对小行星的大小、形状和方向的计算，这将有助于他们解释参宿四的观测结果。日内瓦天文台的天文学家劳尔·贝伦德一直在研究这颗小行星，他说莱昂纳甚至可能拥有一颗卫星。他估计莱昂纳 拥有一颗卫星的可能性为 10%，尽管他说任何单一观测者都不太可能看到小行星和一颗假设的卫星都穿过参宿四。
其次，科学家需要在掩星路径上部署配备高科技设备的熟练业余天文学家，这条路径从墨西哥延伸到佛罗里达的尖端，穿过西班牙南部、意大利和希腊，并穿过中亚。地面上的地理覆盖范围越好，得到的参宿四表面地图就越完整。但是，某些地点提供更有希望的天气或更好的机会到达路径上的另一个地点（如果出现云层），这些都是在收集尽可能多的数据时需要考虑的因素。
即使在上周，准备工作仍在继续。一个科学家团队正在努力争取让位于掩星路径之外的智利欧洲南方天文台研究未被遮挡的参宿四。与此同时，杜普里希望安排紫外线观测，这种观测只能通过卫星获得，并且会显示参宿四可见表面周围的巨大大气层。西班牙安达卢西亚天体物理研究所的天文学家何塞-路易斯·奥尔蒂斯正在努力招募一个可以把相机送到任何威胁性云层之上的平流层气球。
科学家们可以拼凑在一起的任何观测结果都将为红色超巨星难以捉摸的力学原理提供急需的见解，这些恒星随着年龄的增长会燃烧越来越奇异的燃料。目前，天文学家认为参宿四正在将氦聚变成碳；这颗恒星随后必须将其碳转化为氧、硅，然后是铁。最后，参宿四将耗尽燃料，在其自身重量下坍塌并爆炸，将对生命至关重要的元素散布到太空中，并留下一个密集的恒星尸体。
正是这种命运让参宿四如此引人注目，科学家们希望更好地了解红色超巨星是如何走向终结的。但是现在天文学家对这些恒星的模拟并不完全奏效。尽管它们显示了恒星翻腾的表面——科学家们希望在掩星过程中一瞥的明暗斑块——但它们从未展示出恒星发出的持续不断的风或天文学家认为导致了大暗淡的那种尘埃爆发。这意味着我们遗漏了关于这些恒星的重要信息，蒙塔格斯说——他希望莱昂纳的干扰最终可以提供有关参宿四期待已久的结局的重要信息。
“当然，最终，这就是我们的目标，”他说。“如果我们知道红色超巨星是如何生存的，我们就能更好地预测它们的死亡。”