哈勃发现参宿四神秘的暗淡是由于一次创伤性的爆发

2020-08-14 23:45:10

参宿四最近的观测显示,这颗恒星在2019年末和2020年初意外而显著的暗期很可能是由密集热气的喷射和冷却造成的,这颗恒星可能提前一年多正在经历另一段暗期。2019年10月至11月间,哈勃太空望远镜观测到致密的加热物质正以每小时20万英里的速度通过恒星延伸的大气层向外移动。接下来的一个月,几台地面望远镜观测到参宿四的南半球亮度降低,就好像有什么东西挡住了恒星这一区域的光线。到2020年2月,这颗恒星已经失去了超过三分之二的亮度,即使是肉眼也能看到暗淡的光线,这引发了人们对这颗恒星可能要变成超新星的议论。哈勃望远镜发出的持续紫外线为研究人员提供了一个可以追踪的时间线,就像穿越时间的面包屑,以精确定位神秘变暗的来源。

利用哈勃望远镜,我们之前在参宿四表面观察到热对流单元,在2019年秋天,我们发现大量稠密的热气通过参宿四延伸的大气层向外移动。“。这项研究的主要作者、哈佛大学天体物理中心副主任安德里亚·杜普雷(Andrea Dupree)说,我们认为这种气体在恒星外数百万英里处冷却,形成了遮挡恒星南部的尘埃,这些尘埃阻挡了1月和2月拍摄的图像。这种材料的亮度是恒星正常亮度的两到四倍。然后,大约一个月后,参宿四的南部明显变暗了,因为恒星变得越来越暗。我们认为有可能是哈勃探测到的外流造成了一团暗云。只有哈勃给我们提供了导致变暗的证据。

当哈勃观测显示探测到的等离子体并没有像恒星模型预测的那样从恒星的旋转极喷出时,参宿四又给科学家们带来了另一个惊喜。杜普雷说,哈勃的观测表明,物质可以从恒星表面的任何部分被赶走,并补充说,参宿四最近的活动对这颗恒星来说是不正常的。杜普雷指出,参宿四正在以比太阳高3000万倍的速度损失质量,但最近的活动导致仅南半球的物质损失就大约是正常数量的两倍。所有的物质都在星际介质中丢失,我们不知道这种物质是如何丢失的。是一直吹着和煦的风吗?或者它是断断续续的吗?也许会有像我们在参宿四上发现的那样的事件?我们知道,其他温度较高的发光恒星会失去物质,很快就会变成尘埃,使恒星显得暗淡得多。但在一个半世纪的时间里,参宿四从未发生过这种情况。它非常独特。

利用恒星活动观测站(STELA)进行的补充观测测量了恒星表面在脉动周期中起伏时的速度变化,产生的涟漪效应可能推动了流出的等离子体穿过恒星的大气层。这项研究的合著者、莱布尼兹学院天体物理研究所(AIP)的宇宙磁场主任克劳斯·G·斯特拉斯迈尔(Klaus G.Strassmeier)说,我们看到光谱中的所有元素都发生了蓝移,知道这颗星正在膨胀。当变暗开始时,蓝移变得越来越小,实际上在恒星最暗的时候恢复为红移。因此,我们知道这种暗淡一定是以某种方式与恒星光球的膨胀和收缩有关,但它本身不可能造成如此大的暗淡。

当这颗恒星进入白天的天空,离开哈勃和斯特拉的视线时,研究人员转向美国宇航局的日地关系天文台--立体声--来监测这颗超级巨星的亮度。但夏季的观测显示了一个令人震惊的惊喜:更多意想不到的暗淡。从2020年6月底到8月初,STEREO对参宿四进行了五天的观测,测量了参宿四与其他恒星相比的相对亮度。我们对参宿四的立体声观测证实,这颗恒星又变暗了。参宿四通常会经历大约420天的亮度周期,由于上一次亮度最低出现在2020年2月,这次新的调光提前了一年多,杜普雷说,他计划明年参宿四在恒星最亮的时候再次用立体声观测参宿四,以监测意想不到的爆发。

去年年底,参宿四引发了人们对它的浓厚兴趣,因为这颗恒星继续变得越来越暗,一些科学家说,这一行为预示着这颗老恒星即将变成超新星。参宿四是一颗变星,会在每个周期内膨胀和收缩,变暗和变亮。参宿四是br