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科学家终于弄清参宿四神秘变暗原因

时间:2021/6/19 20:34:54 点击:

  核心提示: 欧洲南方天文台用甚大望远镜拍摄的参宿四照片 从 2019 年 11 月到 2020 年 3 月,参宿四在2019年10月发生了惊人的“大变暗”,2020年2月中旬,其亮度已经降到其典型...

世界杯下注平台 www.tekrardusun.com 欧洲南方天文台用甚大望远镜拍摄的参宿四照片

欧洲南方天文台用甚大望远镜拍摄的参宿四照片

从 2019 年 11 月到 2020 年 3 月,参宿四在2019年10月发生了惊人的“大变暗”,2020年2月中旬,其亮度已经降到其典型亮度(typical brightness)的35%左右。在之后几个月里,其亮度又开始恢复。

其变暗之谜就吸引不少天文爱好者,因为如此快速且可见的亮度变化十分罕见。一些人认为这可能预示它会爆炸成超新星。不过,《自然》杂志6月17日发表的一篇研究论文指出,参宿四变暗是由于该恒星南半球的冷斑和尘埃云造成。

红超巨星参宿四的“大变暗事件”是由其南半球形成的尘埃团和冷斑导致的。这一观测结果或有助于阐释大质量恒星演化末期最常见的重大质量损失事件的发生机制。

红超巨星参宿四的“大变暗事件”是由其南半球形成的尘埃团和冷斑导致的。这一观测结果或有助于阐释大质量恒星演化末期最常见的重大质量损失事件的发生机制。

参宿四不同时期的亮度模型参宿四是距离地球第二近的红超巨星,位于猎户星座,它看起来是红色。参宿四诞生时的质量大约是太阳的20倍。这种大质量的恒星的演化速度比小质量恒星快得多,它的寿命只有数百万年而不是数十亿年。红超巨星是初始质量为太阳的8到35倍的恒星最常见的演化最终阶段。当恒星从氢核聚变转变为氦核聚变时,该阶段就开始了。该阶段会减少大量质量,大概会持续10万年。

红超巨星阶段,其外层不断膨胀,温度也会下降。其巨大低温外层会发生脉动(pulsate),并容纳少量巨大的对流元(由于对流而移动的大量物质),这些外层脱落的物质最终会在恒星周围的环境中形成尘埃。

而其内核会在数百万年的时间融合越来越重的元素,最后它会进行超新星爆发。超新星爆发过程中,恒星内部制造的元素会抛到星际空间,而恒星本身会变成中子星或黑洞。

红超巨星是宇宙中最大的恒星。参宿四作为一个红超巨星,其半径是太阳的900倍,如果将它放置在太阳系的中心,它会吞噬所有4个内行星(水星、金星、地球、火星),并接近木星的轨道。参宿四的巨大体积和与地球之间的近距离(约724光年),使其成为少数几颗空间可分辨的圆盘(a spatially resolved disk)而非单点的恒星之一。

论文的通讯作者是Montargès。Montargès等人利用智利的甚大望远镜的仪器,在“大变暗”之前和变暗期间获得了参宿四高空间分辨率观测图像。对这些图像进行比较,可以发现变暗主要发生在南半球——参宿四的南半球在“大变暗”期间的可见光谱中比平时暗十倍。

Montargès等人认为,2019年末,参宿四南半球的正常脉动行为和对流驱动的冷斑结合,使当地环境降温。降温使该地区释放的气体迅速形成尘埃,产生了浓稠的尘埃云,暂时阻挡了参宿四的大部分光线,从而给我们带来了“大变暗”。

2019年,参宿四的“大变暗”让一些人以为它即将“死亡”。如果它死亡,人们就可能在银河系里看到超新星发生。超新星非常罕见,最近的一次银河系内肉眼可见的超新星是开普勒超新星,爆发于1605年。

然而,Montargès等人明确表示“大变暗”并不表明超新星即将来临。

虽然在恒星生命的最后几周到几个世纪中,超新星前的质量损失有所加强,且有一定的增速区间(从长尺度来看是104M⊙yr1;短尺度来看是1M⊙yr1)。参宿四目前的质量损失目前的质量损失率介于2×107M⊙yr1和2×106M⊙yr1之间,还没有进入这一阶段。

此外,一些红超巨星在发生核心坍缩的前几年甚至几周,都很少或可能没有预兆迹象。因此,尽管参宿四目前的质量损失行为似乎并不预示着它的灭亡,但它仍有可能在没有预兆的情况下爆炸。

作者:不详 来源:网络
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