神秘的猎户座参宿四开始再次变亮

“猎户座的肩膀”在二月中旬达到了前所未有的暗淡程度,让天文学家感到困惑

参宿四在2019年史无前例的变暗之前()和之后。

在经历了神秘的四个月的亮度衰减之后,被称为参宿四的恒星可能正在恢复其光芒。

参宿四很容易被认出是猎户座的右“肩”,通常是夜空中最亮的十颗恒星之一。但它从去年十月开始变暗,到二月中旬,它的亮度已经损失了三分之二以上——这种差异肉眼可见。但位于宾夕法尼亚州费城郊外的维拉诺瓦大学的天体物理学家爱德华·吉南说,这颗恒星现在已经从最暗点亮了约 10%,他的团队已经追踪它 25 年了。

哈佛-史密森天体物理中心的天文学家安德烈·杜普雷在马萨诸塞州剑桥市说:“目前看来,它正在触底反弹。” “但谁知道呢,也许它会咳嗽一下然后又下降。” 一个名为美国变星观测者协会的业余和专业天文学家团体也位于剑桥,也记录了这次回升。


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杜普雷说,亮度变暗的原因仍然是个谜。她补充说,天文学家已经提出了几种解释,但没有一种足以解释所有的观测结果。

友好的巨人

参宿四是全球观星爱好者的最爱。这颗红色超巨星距离太阳相对较近,只有 220 秒差距(700 光年),对于天文学家来说也是一大福音。虽然它的质量只有太阳的十几倍,但它的尺寸却非常巨大:如果参宿四位于太阳系的中心,它可能会吞没包括木星在内的所有行星。

因此,它是少数几颗可以从地球上详细成像的恒星之一,而不是像一个未解析的光点那样出现。自 1990 年代以来,杜普雷和其他人已经能够揭示其表面称为对流单 元的特征——热等离子体团块在冷却并落回之前涌到表面。这些都非常巨大:太阳上的对流单元大约有法国那么大,而参宿四上的对流单元“有从这里到火星那么大”,杜普雷说。

由于它太亮了,这颗恒星可能会压倒许多最先进的天文仪器,因此观测它需要特殊的措施。例如,在今年进行的地面红外观测中,杜普雷和她的合作者不得不使用望远镜的“扫描模式”——快速在天空中平移,这样相机传感器上的任何点都不会长时间暴露在参宿四的光线下。

但恒星的亮度对吉南来说不是问题。几十年来,他的团队一直在使用他的同事理查德·瓦萨托尼克位于宾夕法尼亚州艾伦敦花园中的一台 25 厘米业余望远镜对其进行测量。吉南说,这种便捷的访问对瓦萨托尼克来说有好处。“我们每个晴朗的夜晚都采集数据,通常每周两个晚上。每当天空放晴时,他就穿着睡衣跑到外面。”

打破常规

吉南的团队记录了这颗恒星大约 425 天的亮度衰减周期,但通常亮度变化不会超过 25%。吉南说,去年他曾考虑关闭该项目,因为团队“对这颗恒星感到厌倦”,但最终还是决定不关闭。“我告诉理查德,如果我们停止,它就会做点什么,”他说。

然后,在十月份,参宿四开始变暗,到十二月份,亮度衰减变得如此剧烈,以至于吉南决定发出一个名为天文学家电报的在线警报。许多其他人蜂拥而至观测这颗恒星。

对于亮度变暗的一种主要解释是出现了一个大型的、异常冷的对流单元。另一种解释是恒星可能正在移动到尘埃云后面。但杜普雷说,到目前为止进行的观测似乎彼此不一致。“紫外线行为与光学行为不同,而光学行为又与红外线行为不同。”

有些人推测,这颗恒星亮度的不稳定波动意味着它可能正在接近生命的尽头。据估计,参宿四的年龄不到 1000 万年,但天体物理学家预测,它将在未来 10 万年内的某个时候以超新星爆发结束。当它爆发时,那将是一场壮观的景象——几周内,它将比满月更亮,并且在白天可见。但是,恒星以这种方式爆炸之前会发生什么尚不清楚,天文学家说,火热结局的确切时间是无法预测的。尽管如此,吉南说,“我还是在为它爆炸欢呼。”

本文经许可转载,最初于 2020 年 2 月 26 日首次发表

Davide Castelvecchi 是《自然》杂志的一名工作人员,他一生都对量子自旋着迷。在 Twitter 上关注他 @dcastelvecchi

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SA 空间与物理学 第 3 卷 第 2 期本文最初以“神秘的猎户座参宿四开始再次变亮”为标题发表于SA 空间与物理学 第 3 卷 第 2 期 ()
doi:10.1038/scientificamerican042020-3rsM2EQCiMDtTNhy3rlmOL
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