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歐南臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡在去年1月與12月的觀測(cè)對(duì)比，顯示參宿四的亮度大幅降低。圖片來(lái)源：ESO/M. Montargès et al. 從去年底開(kāi)始，有關(guān)獵戶(hù)座亮星參宿四正在快速變暗的消息受到廣泛關(guān)注。它的亮度一度降至其通常亮度的40％左右，這個(gè)現(xiàn)象引發(fā)了很多猜測(cè)。有人認(rèn)為參宿四很有可能正在迅速走向毀滅，即這顆紅超巨星恐怕就要發(fā)生威力巨大的超新星爆發(fā)了。甚至不少“杞人”開(kāi)始擔(dān)心它的爆發(fā)是否會(huì)危害地球，另有一些人則有些興奮，因?yàn)橛行夷苣慷靡淮毋y河系內(nèi)的超新星爆發(fā)會(huì)是更完整的人生。 但在天文學(xué)界對(duì)此現(xiàn)象則保留了非常理性的看法，因?yàn)橛泻芏嗬碚摽梢越忉屵@一現(xiàn)象。比如華盛頓大學(xué)及洛厄爾天文臺(tái)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)就認(rèn)為它不可能在短期內(nèi)爆發(fā)，他們通過(guò)觀測(cè)與計(jì)算，得出的結(jié)論是：參宿四并不是因?yàn)榧磳⒈l(fā)而變得暗淡，它只是因塵埃云遮擋而被消光了。 來(lái)自華盛頓大學(xué)的天文學(xué)副教授艾米麗·萊夫斯克（Emily Levesque）與洛厄爾天文臺(tái)的天文學(xué)家菲利普·梅西（Philip Massey）在arXiv上發(fā)表并被《天體物理學(xué)期刊·通訊》接受的論文報(bào)告：根據(jù)對(duì)參宿四的最新觀測(cè)數(shù)據(jù)并計(jì)算出這顆恒星的表面平均溫度，他們發(fā)現(xiàn)，如果將參宿四最近的光度變化歸結(jié)為表面溫度的降低，那么它當(dāng)前的溫度比預(yù)期的要高得多。這個(gè)計(jì)算結(jié)果為普遍認(rèn)可的恒星演化理論提供了支持，即紅超巨星在演化末期會(huì)拋射大量表面物質(zhì)，從而出現(xiàn)這種變暗的現(xiàn)象，參宿四很可能就是從外層脫落了一些物質(zhì)。 其實(shí)在紅超巨星上一直都能觀察到這一現(xiàn)象，這是此類(lèi)恒星的正常表現(xiàn)，這些瀕死的膨脹恒星表面物質(zhì)偶爾會(huì)被拋射出去，這些物質(zhì)可能在恒星周?chē)Y(jié)為塵埃云。隨著塵埃的冷卻與消散，塵埃顆粒會(huì)吸收光輻射并阻擋我們的視線。 阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列于2017年拍攝的參宿四圖像，顯示其表面可能存在對(duì)流單元。圖源：ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/E. O'Gorman/P. Kervella 天文學(xué)家確實(shí)一直認(rèn)為，在未來(lái)10萬(wàn)年內(nèi)，參宿四可能會(huì)因核心坍縮而爆發(fā)為超新星，不過(guò)它近期的快速變暗現(xiàn)象并不一定說(shuō)明它即將爆發(fā)。 除了塵埃云的消光效果，另一種造成其變暗的可能是：來(lái)自恒星內(nèi)部的強(qiáng)烈對(duì)流，將熾熱氣體升騰到參宿四表面，這些物質(zhì)會(huì)在冷卻之后回落到恒星內(nèi)部。區(qū)分這個(gè)可能性的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是確定參宿四的表面溫度。 但是測(cè)量恒星的溫度絕非易事，我們不能將溫度計(jì)探入恒星并讀取數(shù)據(jù)。不過(guò)天文學(xué)家可以通過(guò)觀測(cè)恒星的光譜來(lái)計(jì)算出它的溫度。艾米麗與菲利普一直在關(guān)注參宿四，他們利用亞利桑那洛厄爾天文臺(tái)的4.3米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)并獲取了參宿四的光譜數(shù)據(jù)。 大犬座VY的可見(jiàn)光圖像，這是一顆被塵埃遮蔽的紅超巨星，拍攝于2005年。圖源：NASA/ESA/R. Humphreys/University of Minnesota 明亮恒星發(fā)出的光通常過(guò)于強(qiáng)烈，以至于無(wú)法獲得準(zhǔn)確的光譜數(shù)據(jù)，艾米麗與菲利普?qǐng)F(tuán)隊(duì)通過(guò)濾光裝置抑制了光譜信息，這樣就可以從中識(shí)別出一個(gè)特殊信號(hào)：氧化鈦分子對(duì)光的吸收。 氧化鈦會(huì)在參宿四這樣相對(duì)溫度較低的巨星表面產(chǎn)生并積累，它吸收特定波長(zhǎng)的光，在恒星光譜中形成吸收譜線，可以用來(lái)確定恒星的表面溫度。 艾米麗與菲利普以2月14日的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出參宿四的平均表面溫度約為3325攝氏度，這僅比在它開(kāi)始急劇變暗之前的2004年獲得的數(shù)據(jù)低50-100攝氏度，這個(gè)結(jié)果使研究者懷疑參宿四是否真的在變暗。 包括我們的太陽(yáng)在內(nèi)，大部分恒星都通過(guò)對(duì)流將熱氣體從內(nèi)部輸送到表面并在冷卻后回落，就像鍋中沸騰的水產(chǎn)生的上下對(duì)流。 在太陽(yáng)上這樣的對(duì)流單元數(shù)量極多，面積較小，但是在像參宿四這樣體積巨大、溫度較低、引力較弱的紅巨星上，這種對(duì)流單元會(huì)非常巨大，通常覆蓋整個(gè)恒星表面只有少數(shù)幾個(gè)巨大的對(duì)流單元。 如果造成參宿四變暗的原因是這些巨大的對(duì)流單元造成的，那么艾米麗與菲利普?qǐng)F(tuán)隊(duì)2020年測(cè)到的溫度必須比2004年獲得的溫度有巨大差異，而不是僅僅100攝氏度。  計(jì)算機(jī)模擬的紅超巨星對(duì)流現(xiàn)象。圖源： Bernd Freytag/Uppsala University 菲利普·梅西認(rèn)為：與2004年的光譜數(shù)據(jù)對(duì)比表明，參宿四的表面溫度沒(méi)有明顯變化，因此可以確定造成其亮度變化的原因“必須”是塵埃云的消光效應(yīng)。 天文學(xué)家在其它紅超巨星周?chē)舶l(fā)現(xiàn)了塵埃云，更多類(lèi)似的觀測(cè)結(jié)果能夠佐證參宿四周?chē)幕煦缇跋蟆?/p> 事實(shí)上過(guò)去幾周的觀測(cè)表明參宿四已經(jīng)開(kāi)始變亮了，盡管幅度并不明顯。 紅超巨星是非常活躍的恒星，天文學(xué)家將繼續(xù)跟蹤觀測(cè)參宿四的微妙變化。對(duì)它的溫度波動(dòng)、塵埃變化以及對(duì)流單元等現(xiàn)象理解的更多，才能更好地理解它們并認(rèn)識(shí)到它何時(shí)會(huì)發(fā)生真正的質(zhì)變，比如超新星爆發(fā)。 ------------------ 編譯：酆都御史 原文：Astrophysical Journal Letters arXiv:2002.10463 [astro-ph.SR]. /abs/2002.10463 ------------------ |
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來(lái)自： 昵稱(chēng)535749 > 《地球太空》
