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TUhjnbcbe - 2024/10/16 10:25:00

本文参加百家号#科学了不起#天文航天系列征文赛。

著名的明亮恒星参宿四——一颗因它的名字和终将爆炸的事实而闻名的红巨星——自十月底以来显著变暗了。天文学家认为,可能已经爆炸了。

图解:参宿四通过哈勃太空望远镜的紫外线成像,随后由NASA进行增强。明亮的白色光点可能是这颗恒星的其中一极。

位于猎户星座肩部的超红巨星参宿四,是夜空中最易于辨认的恒星之一。它也是目前已知最大的恒星之一,半径超过火星到太阳的距离,甚至可能是木星!另外,它也以它出自电影《甲壳虫汁》的名字闻名。如果这些不够,这颗恒星的名气还出于它在某天终将爆炸,并在天空展现为超新星,在白天可见并可能在夜晚超越月亮的亮度。

图解:透过ALMA于年6月拍摄到的参宿四,这是迄今分辨率最高的太阳系外恒星照片,也是ALMA首度清楚观测到恒星表面

不过近几周以来,有关参宿四的讨论完全围绕着另一件事。自大约十月以来,这颗明亮的恒星显著黯淡的事实令天文学家十分兴奋。用天文学家的术语来说,这颗恒星正在变暗。

[小绿的意见:]发生了什么?这可能是星宿四即将超新星爆发的迹象吗?天文学说们说可能不是。让我们来思考一下事实吧。

图解:这张由阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)拍摄的图展示了红巨星参宿四——已知的最大的恒星之一。在光谱的毫米波段内,这颗恒星大约比我们的太阳大倍。上面的注释显示了这颗恒星与我们的太阳系相比有多大。参宿四将吞噬所有4个类地行星——水星、金星、地球和火星,甚至包括气态巨行星木星。只有土星和更远的行星在它的表面之外。图源ESO。

图解:通常情况下,参宿四是猎户座中最明亮的两颗的恒星之一,另外一颗就是参宿七。而在这两大猎户著名恒星之间,还有三颗几乎排列成一条直线的亮星,它们构成了猎户座猎手的腰带。晴朗的夜空中,如果你愿意抬头,就可以轻松地找到这个三星连线的图案。而它们所在的位置大致与太阳在白天经过的路径一致。

我给猎户座和金牛座拍了这张照片。参宿四(左边的亮星)不同寻常的黯淡引人注目。亮度最大时它本可以和毕宿五(接近顶端位置)媲美,而同时又略暗于参宿七(右侧)。不,这并不意味着它要爆炸。它是一颗变星,而且以前曾发生过深度变暗,但是它可能在10万年左右内都不会有爆炸的迹象。

-图源自PhilPlait

摄于年12月21日

参宿四是一颗广为人知的变星,数年来,来自美国变星爱好者协会(AAVSO)的业余爱好者以及专业天文学家都在不断追踪着它亮度的起伏变化。正因如此,我们才能知道这颗恒星存在着周期性的亮度升降循环。有一种令人信服的说法是,当这种循环中的亮度最小值集中到同一时刻时,一颗恒星看起来就会变得异常的昏暗,而这就是参宿四正在发生的。

图解:参宿四在变暗(嗯,标准的说法就是这样???)

那个会变化的红超巨星质量比太阳大11倍,但半径大了倍,所以它的平均密度要比太阳低倍。

但事实仍然是参宿四现在比以往任何时候都更加黯然了。

这就是引发有关参宿四即将超新星爆发的推测的原因。同时,天文学家认为应谨慎对待这个想法。他们说在未来年内参宿四都不太可能爆炸......可能一百万年内都不会。

参宿四在年底奇怪而显著的亮度下降还有什么其他可能的原因呢?天文学家也提议道,亮度变化可能是由于某种气体或尘埃喷发,或是恒星表面亮度的改变。

图解:关于参宿四的“历史性”变暗,这里是来自AAVSO数据库的过去一个世纪的v波段和光可见强度估算。你试着在木星轨道范围内保持恒定的亮度和太阳质量,对流和核合成是3D的-EricMamajek(

EricMamajek)年12月21日

如果参宿四爆炸会发生什么?这颗恒星相对来说比较“近”,但它距离地球仍然有光年。还要注意的是,距离的测定是很复杂的,特别是对于像参宿四这样亮度变化无常的红巨星。距离的估算各不相同,而且经常被修正,其中一些关于参宿四的距离估算高达光年。

图解:来自ESO的甚大望远镜所显示的图像,不仅有恒星的盘面,还有以前不知道的被气体围绕着的烟羽伴随着扩展的大气层。

不管确切的距离到底是多少,参宿四都不可能成为离我们最近的恒星邻居。但通常来说它却是地球的天空中最明亮的恒星之一。这是因为它是一颗超巨星,从本质上讲它实在是明亮到无法想象。

图解:参宿四的位置在著名的猎户腰带附近。

但这种史诗级的光辉往往都要付出代价。参宿四巨大的光能要求它自身的燃料需要得到快速的补充增强(相对而言),而事实上参宿四已经走到了生命的尽头。在不久的某一天(天文尺度上),它会耗尽自己所有的燃料,受自身巨大的重力作用而坍缩,并在一场壮观的超新星爆发中结束生命。

当这种情况发生时,星宿四将在几个月内异常明亮,亮得如同满月,光天化下之下肉眼可见。

那么这种情况将会在什么时候发生呢?可能我们有生之年都无法看到吧。

图解:从占星角度来看,参宿四更加黯淡了。历史上就有的参宿四变暗仍在继续,现在居然比毕宿五还黯淡了?它会继续变暗吗?我们正在观望。——伊恩·马斯格雷夫,年12月20日。

总结:曾经在猎户星座中明亮的红色参宿四近几个月来变暗了。这意味着它即将爆炸吗?天文学家说,可能不是。

相关知识

参宿四(Betelgeuse),也就是拜耳命名法中著名的猎户座α(αOrionis或αOri),是全天第九亮星,也是猎户座第二亮星,只比邻近的参宿七(猎户座β)暗淡一点。它是明显的红色半规则变星,视星等在0.2至1.2等之间变化著,是变光幅度最大的一等星。这颗恒星标示著冬季大三角的顶点和冬季六边形的中心。

图解:在左边的粉红色箭头指示出参宿四在猎户座的位置。

在分类上,参宿四是一颗红超巨星,并且是已知最大和最亮的恒星之一。如果它位于太阳系的中心,它的表面会超越小行星带,并可能抵达并超越木星的轨道,完全地席卷掉水星、金星、地球和火星。但是,在上个世纪对参宿四的距离估计从光年至1,光年不等,因此对其直径、光度和质量的估计是很难被证实的。目前认为参宿四的距离大约是光年,平均的绝对星等是-6.05。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.earthsky-DeborahByrd-SPACE-柿原春茶村村Rigel胖头鱼

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