参宿四之前为啥变暗了？ 可能因为它打了个喷嚏

　　作者：Caitlyn Buongiorno

　　翻译：黄雪妮

　　校对：唐佳欣  徐鹏晖

　　审阅：牧夫天文校对组

　　编排：简稚珉

　　后台：库特莉亚芙卡 李子琦

　　原文链接： https://astronomy.com/news/2020/08/a-stellar-sneeze-could-explain-betelgeuses-dimming

　　喷射出的物质就像一个面具，遮住了来自超巨星的光

　　这组图展示了参宿四南部地区为什么会在2019年末和2020年初变暗。前两张照片根据哈勃太空望远镜在紫外波段的观测结果绘制，显示参宿四喷出了一团等离子体。在第三张照片中，喷射出的气体在向外膨胀时迅速冷却成尘埃。在最后一幅图中，尘埃云遮住了这颗星星南部的光线。NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI)

　　今年早些时候，参宿四诡异的变暗让科学家们困惑不已。一个多世纪以来，天文学家一直在研究猎户座中的这颗超巨星。但是，尽管参宿四的亮度会以420天的周期有规律地变化，但最近的这次变暗太极端了，亮度已经发生了肉眼可见的变化。而且，当时它的形状看起来似乎还有些变形了。

　　最近，在8月13日一项发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上的研究概述了可能的原因:参宿四喷出的炽热、稠密的气体迅速冷却成尘埃，挡住了它南部的大部分地区。

　　这张图片比较了参宿四变暗之前和之后的情况。两次观测使用的都是欧洲南方天文台甚大望远镜的SPHERE探测仪。ESO/M. Montargès et al.

　　2019年1月，参宿四的一切似乎都很正常。不久之后这颗恒星开始变暗。到2020年2月，它只有正常亮度的三分之二。

　　参宿四变暗的原因最初让天文学家困惑不已。但是通过这项新的研究，他们绘制了导致恒星剧烈变暗的时间线。之所以能够做到这一点，是因为从2019年1月开始，哈勃太空望远镜就在紫外波段对参宿四进行了周期性的观测，揭示了这颗恒星怪物的新面貌。

　　从2019年9月到11月，哈勃发现了穿梭在参宿四大气层中的炽热物质的移动迹象。到了12月，地面望远镜开始观测到这个恒星变暗。

　　第一作者安德里亚·杜普里（Andrea Dupree）在新闻发布会上说:“我们认为这些喷射出来的气体在恒星外数百万英里的地方冷却，形成了在1月和2月拍摄到的恒星南部的尘埃。

　　杜普里补充说:“只有哈勃望远镜给了我们这个导致变暗的证据。”

　　尽管科学家们可能已经解决了参宿四变暗的问题，但这颗超巨星却给天文学家们带来了更多的谜团。

　　首先，导致变暗的物质抛射并不是从这颗恒星的一个极点喷发出来的。极点是引力最弱的地方，如果是这些物质是从极点喷出，还能理解为什么它们能逃出数百万英里。杜普里告诉《天文学》:“我们不知道这颗超巨星是怎么能让这些物质飘那么远的。”“这星风是就这么一次，还是一阵一阵地吹?”

　　此外，美国宇航局的日地关系天文台(STEREO)也观测了参宿四，观测结果发表在7月28日的天文学家电报上，显示了该恒星的亮度的又一次较小幅度的下降。这次亮度下降比参宿四预期应该达到最小值的时间早了一年。

　　“它的亮度不应该这样变化，” 杜普里说。“但也许这只是一点小起伏。”通过对这颗恒星150年的持续观测，参宿四开始变暗然后很快变亮的现象并不罕见。尽管如此，杜普里计划在8月和9月再次观察参宿四，也就是在预期它亮度的最大时期，以监测更多意想不到的爆发。

这层气体是超新星SN 1604的残骸，爆发大约发生在400年前。

　　参宿四会很快发生超新星爆炸吗?

　　与主序恒星太阳不同，参宿四是一颗红超巨星，半径大约是太阳的900倍。因此，如果太阳被参宿四取代，这颗恒星的表面将会延伸到木星轨道。

　　小知识：恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段。处于主序阶段的恒星称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期，恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。

　　参宿四也正在接近它生命的尽头。在接下来的10万年内，这颗恒星预计会变成超新星，而科学家和业余天文爱好者都渴望见证这一历史性事件的发生。当这颗超巨星最终爆发时，爆炸将像满月一样明亮，并将在几个月的白天保持可见。

　　虽然超新星在宇宙中相对常见——宇宙的巨大规模意味着科学家们每隔几天就能目睹一颗恒星的死亡——但在自家后院发现一颗超新星仍然需要一点运气。天文学家估计，像银河系这样的星系应该每50年左右就会出现一颗超新星。然而，附近最近一次大的超新星爆炸，SN 1987A，发生在大麦哲伦云中，这是银河系的一个伴星系。(最近，天文学家在SN 1987A内部发现了一团炽热的物质，他们认为这证明了SN 1987A里有一颗中子星。)

哈勃太空望远镜拍摄的这张照片显示了在大麦哲伦云中被点燃的超新星SN 1987A。NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

　　最近一颗在银河系中有详细观测记录的超新星是1604超新星，也就是开普勒超新星，它的爆发发生在1604年。在三个多星期的时间里，人们在白天都能看到它。虽然后来发现了更近期的银河系超新星残骸，仙后座A和G1.9+0.3，但没有历史记录记录这两颗超新星的爆炸。这意味着，就天文学家所知，银河系已经早就该有另一次超新星爆炸了。

　　参宿四距离我们大约700光年，也就是说我们今天从参宿四看到的光是在14世纪前发出来的——所以，这颗巨星完全有可能已经变成超新星了。如果是这样的话，我们只需要耐心地等待超新星烟花秀最终到达我们这里。

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