天空中最亮的星星之一在 2019 年变暗了,现在我们知道了原因

这张四幅图说明了快速演化的明亮红色超巨星参宿四的南部区域在 2019 年末和 2020 年初的几个月内可能突然变得更暗。在前两幅图中,如哈勃望远镜在紫外光下所见 太空望远镜,明亮的、炽热的等离子体团从恒星表面的巨大对流室中喷出。 在面板三中,流出的排出气体迅速向外膨胀。 它冷却形成巨大的模糊尘粒云。 最后一张图显示了巨大的尘埃云阻挡了来自四分之一恒星表面的光(从地球上看)。 (图片来源:NASA、ESA 和 E. Wheatley (STScI))
这张四幅图说明了快速演化的明亮红色超巨星参宿四的南部区域在 2019 年末和 2020 年初的几个月内可能突然变得更暗。在前两幅图中,如哈勃望远镜在紫外光下所见 太空望远镜,明亮的、炽热的等离子体团从恒星表面的巨大对流室中喷出。 在面板三中,流出的排出气体迅速向外膨胀。 它冷却形成巨大的模糊尘粒云。 最后一张图显示了巨大的尘埃云阻挡了来自四分之一恒星表面的光(从地球上看)。 (图片来源:NASA、ESA 和 E. Wheatley (STScI))

参宿四星在 2019 年明显变暗。现在,一项新的分析揭示了原因:参宿四爆发了并且仍在恢复。

这颗距离地球约 530 光年的红色超巨星是夜空中最亮的恒星之一。 这颗恒星形成了猎户座(猎人)的肩膀。 这也是老年病:根据 2021 年的研究,参宿四即将结束其恒星生命,最终将在地球上可见的超新星中爆炸,尽管可能还需要 100,000 年。

2019 年末,参宿四的灯光开始变暗。 到 2020 年 2 月,从地球上看,它已经失去了三分之二的正常光度。 研究奇异变暗的科学家得出结论,这颗恒星本身并没有马上变成超新星,而是巨大的尘埃云遮住了恒星的一些光。

现在,使用哈勃太空望远镜的科学家们发现,这片尘埃云是恒星表面巨大喷射的结果:直径超过 100 万英里(160 万公里)的羽流可能从恒星内部升起,产生了相当于研究小组在一篇发表于预印本数据库 arXiv 并被《天体物理学杂志》接受发表的论文中报告说,发生了一次星震,这次震荡炸毁了恒星表面的一大块,比通常在太阳日冕物质抛射中看到的大 4 亿倍.

“参宿四现在继续做一些非常不寻常的事情;内部有点弹跳,”哈佛和史密森尼天体物理学中心副主任、研究作者安德里亚杜普里在一份声明中说。

杜普里说,这是恒星科学的未知领域。

“我们以前从未见过恒星表面的巨大质量抛射,”她说。 “我们还没有完全理解正在发生的事情。这是一种全新的现象,我们可以直接观察并用哈勃解决表面细节。我们正在实时观察恒星演化。”

这项新研究还结合了来自其他各种恒星观测站的信息,例如西班牙加那利群岛的 STELLA 机器人天文台和美国宇航局的地球轨道 STEREO-A 航天器。通过拼凑不同类型的数据,Dupree 和她的团队能够整理出关于井喷及其后果的叙述。喷发吹散了这颗恒星低层大气的一大块光球层,留下了一个凉爽的点,该点被喷发产生的尘埃云进一步遮挡。根据美国宇航局的声明,这块光球的质量是地球月球质量的几倍。

这个凉爽的点和尘埃云解释了为什么参宿四的光线变暗了。研究人员发现,这颗恒星仍在感受到回响。在喷发之前,参宿四有一个脉动模式,以 400 天的周期变暗和变亮。那个循环现在已经过去了,至少是暂时的。研究人员发现,恒星内部的对流细胞可能仍在四处晃动,破坏了这种模式。

根据美国宇航局的哈勃卫星,这颗恒星的外层大气可能会恢复正常,但它的表面可能仍像果冻一样摇晃。

研究人员说,这次喷发并不能证明参宿四会很快变成超新星,但它确实表明了老恒星是如何失去质量的。如果参宿四最终在恒星爆炸中死亡,那么白天从地球可以看到光,但恒星距离太远,无法对我们的星球产生任何其他影响。

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