重回明亮恆星榜單，參宿四的光芒重現，原來是塵埃擋住了星光？

2023-04-01 02:20:30

參宿四又亮了

每個人都喜歡的紅色超級巨星又亮了。美國變星觀測者協會(AAVSO)一直在跟蹤參宿四，因為它逐漸恢復正常亮度。在寫這篇文章的時候，它大約是典型視覺亮度的95%。超新星粉絲們將不得不等待更長時間。

參宿四的最新光線曲線。資料來源:AASVO/@萎葉機器人

二月，參宿四引起了另一場轟動，因為它變得非常昏暗。這一次，參宿四太暗了，有經驗的觀察者可以很容易地用肉眼發現它。作為一顆變星，參宿四確實經歷過明亮和暗淡的時期，但是變化的時期不夠穩定，所以很多人想知道是什麼因素影響了它的變化。

星星的亮度可以被幾個因素改變。例如，造父變星由於膨脹和收縮而改變亮度。這是因為當造父變星膨脹時，它會因外層氦的加熱而膨脹，並在氦冷卻後收縮。由於脈動效應是有規律的，天文學家可以用造父變星作為標準蠟燭來測量相鄰星系之間的距離。

參宿四模擬顯示對流區。資料來源:Bernd Freytag

參宿四是一顆半規則的變星，所以它的作用機制不同。作為一顆紅色的超級巨星，它的直徑比火星的軌道還要寬，但是它的外層非常分散。這意味著該層是對流的。裡面的氣體被加熱並向上流到表面，然後冷卻並再次沉入恆星。這種對流現象也發生在太陽上，但與整個太陽相比微不足道。在參宿四，一個單一的對流區域可以佔據恆星表面的大部分。

因此，人們普遍認為最近的變暗是由異常大的對流區域引起的。隨著大量氣體洩漏到地面並冷卻下來，參宿四的亮度會比平時更暗。但是一項新的研究表明事實並非如此。

該團隊不僅測量了參宿四的亮度，還觀察了它的光譜。星光的光譜線通常用來確定恆星的化學成分，因為每種元素和分子都有獨特的光譜線圖案。但是，它們會受到環境的影響，並根據壓力和溫度略有不同。因此，該團隊使用光譜線來測量參宿四的表面溫度。然後他們將它與2004年參宿四的亮度測量值進行了比較。

檳榔的光譜顯示溫度變化很小。該結果來自天文學家艾米麗·m·萊韋斯克和菲利普·梅西。

他們發現參宿四的溫度已經從2004年的3650度下降到2020年的3600度。這可能是由表面對流引起的，但是對流遠遠不足以使它變暗。如果參宿四的大氣像造父變星一樣完全膨脹，那麼它也應該經歷與造父變星相同的溫度變化，所以這不是答案。這就剩下一個可能的罪魁禍首:灰塵。

可能是這樣。參宿四噴出一團氣體和灰塵。從地球的角度來看，塵埃延伸到參宿四的表面，擋住了部分星光，使得參宿四看起來比它自己還要暗。這一想法與2009年的觀測一致，當時在恆星附近觀測到了羽流。

參宿四最終會變成超新星，但這肯定需要很長時間。在那一天到來之前，參宿將繼續向我們提供許多關於一顆垂死恆星如何走向生命盡頭的信息。

相關知識

參宿四通常是夜晚最亮的第十顆星，是獵戶座中僅次於參宿四的第二亮的星。它是一顆半規則的變星，有明顯的紅色。它的視振幅在+0.0到+1.6之間變化，它的顯示範圍是所有恆星中最寬的。在近紅外波段，參宿四是夜晚最亮的星。它的拜爾名是阿爾法獵戶座，拉丁名是阿爾法獵戶座，縮寫為阿爾法獵戶座或阿爾法獵戶座。

參宿四被歸類為光譜類型為M2的紅巨星，是肉眼可見的最大恆星之一。在人們的想像中，它是太陽系的中心。它的表面位於小行星帶之外。它將吞沒水星、金星、地球、火星，可能還有木星的軌道。儘管如此，銀河系中仍有一些更大的紅巨星，包括仙王座和VY。參宿四的質量計算範圍從略小於太陽質量的10倍到略大於太陽質量的20倍。

經過計算，發現它離太陽約700光年，其絕對星等約為-6。不到1000萬年前，參宿四因其巨大的質量而迅速進化。預計它最有可能在10萬年內以超新星爆發結束其進化。從獵戶座OB1星系團(包括獵戶座腰帶上的恆星)的誕生地被拋出後，人們觀察到這顆失控的恆星以30公裡/秒的速度穿過星際介質，在4光年的範圍內產生弓形波。

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風雲:天文志願者團隊

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