奇怪的超巨星參宿四正在變亮，它會變成超新星嗎？

發表于 2025-12-09 02:58:12 來源：骨軟筋酥網

參宿四是一顆紅巨星，位于獵戶座左肩。參宿超新(圖片鳴謝:Alan Dyer/VW PICS/環球圖像集團via Getty Images)
（神秘的正變地球uux.cn）據美國太空網（Tereza Pultarova）：夜空中最亮的恒星之一變得越來越亮，引發人們猜測它可能很快會爆炸成為超新星。變成我們真的奇怪應該期待如此耀眼的天體奇觀嗎？
討論中的恒星是參宿四，一顆巨大的巨星略帶紅色的恒星，位于不可錯過的參宿超新獵戶座左肩。參宿四距離地球大約650光年，正變通常是變成夜空中第十亮的恒星。然而，奇怪根據追蹤該恒星行為的巨星Twitter賬戶參宿四狀態，自4月初以來，參宿超新該恒星已攀升至第七位，正變目前的變成亮度超過其“正常”亮度的140%。
參宿四是一顆紅巨星，這顆巨大的恒星已經燃盡了其核心的所有氫燃料，并膨脹了數百倍，超出了它最初的外殼。天文學家認為，這顆恒星現在正在將氦融合成碳和氧，這是恒星生命中持續幾萬到幾十萬年的一個階段，是恒星在超新星爆炸中滅亡的前一個階段。參宿四最近的古怪行為可以追溯到2019年，這讓一些人猜測，它壯觀的死亡時刻可能就在附近。如果參宿四爆炸，這將是400多年來最近的一次超新星爆炸，它將如此明亮，甚至在白天也能看到。
大變暗
參宿四是一顆變星，以明亮和暗淡周期之間的規則振蕩而聞名。100多年來，天文學家觀察到參宿四每400天變亮一次，然后亮度下降到峰值的一半左右，然后又變亮。但在2019年12月，這顆恒星出人意料地變暗，比以往任何時候都更暗，比通常最暗的亮度低2.5倍。這一事件的起因被稱為“大變暗”，后來被追溯到恒星內部物質的大量排出，產生了巨大的塵埃云，隨后遮蔽了我們對恒星的觀察。
壽命終止
盡管參宿四已經恢復了它通常的亮度，但自從大變暗以來，這顆恒星已經完全不是它原來的樣子了。它400天的亮度振蕩周期已經減半至200天，除此之外，這顆恒星現在似乎正在經歷讓天空觀察者興奮的額外變亮。然而，Space.com采訪的天文學家們正在降低對超新星的預期。
哈佛大學理論天體物理學博士后摩根·麥克勞德(Morgan MacLeod)告訴Space.com:“我們最好的模型表明，參宿四正處于其核心燃燒氦成為碳和氧的階段，”他是最近一項關于參宿四大變暗研究的主要作者。“這意味著，如果這些模型是正確的，離爆炸還有幾萬年甚至十萬年的時間。”
麥克勞德解釋說，當恒星耗盡氫并開始在其核心融合氦時，其正常壽命就會結束，而作為紅巨星的擴展壽命會持續到氦燃燒階段之后。隨著氦的消失，恒星將通過燃燒碳和氧生成氖和鎂，然后燃燒成硅來維持自身。最終，恒星的核心充滿了鐵。這就是煙火開始的時候。
“給鐵原子添加氦核實際上是提取能量，而不是釋放能量，”麥克勞德說。“所以突然間，恒星的中心開始吸收能量，而不是釋放巨大能量的反應。當這種變化發生時，恒星的中心會從內向外塌縮，這就導致了我們所說的核心塌縮超新星。”
奇怪的超巨星參宿四正在變亮，它會變成超新星嗎？

凹凸不平的參宿四是已知最大的恒星之一。這里可以通過智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列看到它。(圖片鳴謝:阿爾瑪(埃索/納奧伊/NRAO)/e·奧格曼/p·克韋拉)
恒星死亡的時間表
雖然恒星生命中的氫燃燒階段可以持續數十億年，但隨后的每個階段都越來越短。
“氦燃燒階段長達幾十萬年，”米格爾·蒙塔格斯告訴Space，他是巴黎天文臺空間研究和天體物理儀器實驗室的天文學家，也是歐洲研究參宿四的主要專家之一。
“然后下一個階段會持續一萬年，然后幾千年，然后是一個世紀，最后一個階段只是爆炸前的幾天和幾小時。”
像麥克勞德一樣，蒙塔格斯認為參宿四還有幾千年的壽命，而且對最近意外的光亮并不關心。事實上，這顆恒星以前也曾如此明亮，他說，盡管只是短暫的時間。
“如果我們將當前的變亮與大變暗進行比較，它真的可以忽略不計，”蒙塔格說。“在大變暗期間，星等(恒星亮度的一種度量，與可見光亮度成對數反比)從0.8下降到1.75。另一方面，通常的峰值亮度約為0.3，而現在我們只有0.1左右。”
恢復正常
在5月16日發布在在線知識庫Arxiv上的論文中，麥克勞德和他的同事們沒有預期會出現超新星，而是預測參宿四將在未來5到10年內恢復正常，將其變亮和變暗的周期放緩至正常的400天。
“我們認為周期持續時間的變化與導致大變暗的事件有關，”麥克勞德說。“我們認為，在變暗之前，恒星內部破裂的巨大氣泡導致恒星的外殼和內部向相反的方向移動，因此，恒星現在的脈動速度是正常周期的兩倍。”
參宿四是一顆巨大的恒星。如果我們把它放在太陽系的中心，它會一直延伸到木星。這顆恒星的大小，加上它在我們銀河系中的位置，使得天文學家能夠比大多數恒星更詳細地研究參宿四。
麥克勞德說:“除了我們的太陽，大多數恒星根本無法進行任何細節的研究。”“我們只把它們看作點光源。但是參宿四足夠大，我們可以用哈勃太空望遠鏡和射電望遠鏡來分辨它。”
奇怪的超巨星參宿四正在變亮，它會變成超新星嗎？

這些圖像揭示了一個非常不同于我們太陽的驚人天體。參宿四不是一個光滑的超高溫等離子體球體，而是一團沸騰的氣泡，其中一些氣泡有一顆小恒星那么大。巨大的熾熱物質從參宿四的核心上升到表面，然后冷卻并消失在內部。這就像大劑量類固醇下的太陽周期。每隔幾個世紀，參宿四就會噴出一個巨大的氣泡，隨之而來的是一次巨大的變暗。但這一切并不意味著這顆恒星即將爆炸。當然，除非天文學家的假設是錯誤的。參宿四在2019年末和2020年初的大變暗完全出乎意料。(圖片來源:ESO/M. Montargès等人)
如果參宿四將要變成超新星，我們會知道嗎？
由于我們最好的望遠鏡的能力，天文學家可以很好地看到參宿四外層發生的事情，以至于他們可以測量恒星大氣的化學成分。然而，他們無法知道恒星核心內部到底發生了什么。真的是燒氦氣嗎？還是已經轉而融合碳了？如果是這樣，我們怎么知道？
蒙塔格說，我們對參宿四的許多假設來自我們對其他紅巨星的觀察。例如，另一個被稱為VY CMa的銀河系紅巨星，距離地球3900光年，位于犬星座，被認為比畢宿五更接近它的死亡時刻。但與明亮的參宿四不同，在過去的100年里，這顆恒星一直在變暗。
“一百年前，VY CMa曾經是肉眼可見的，”Montargès說，“但是它排出了如此多的物質，以至于我們現在只能在紅外線下才能看到它。當恒星接近超新星爆發時，我們預期會看到這種物質的排出。VY CMa已經去除了大約60%的原始物質，而參宿四仍然有95%的原始物質
這位天文學家補充說，根據歷史記錄，直到2000年前，參宿四曾被描述為一顆黃色的星星，當時詩人開始將其描述為紅色。蒙塔格認為，這可能表明參宿四只是處于紅巨星的早期階段。
第二個太陽
但是蒙塔格斯理解人們對參宿四可能死亡的興奮。當這顆恒星最終爆炸時，它會成為幾個月的頭條新聞。
“當它發生時，這顆恒星將變得像滿月一樣明亮，只是它將集中在一個點上，”蒙塔杰說。“在大約兩個月的時間里，它將會非常明亮，如果你關閉一個城市的所有燈，并且沒有云，你將能夠在超新星的光線下閱讀一本書。它將會非常明亮，在白天也能看得見。白天會有另一顆星星在天空中閃耀。”
幸運的是，雖然參宿四離地球很近，但它離地球太遠了，所以它的爆炸不會對我們造成危險。據EarthSky報道，天文學家認為，一顆巨星必須在距離我們星球160光年的范圍內爆炸，我們才能感受到爆炸的影響。
銀河系中已知的最后一顆爆發的超新星是SN 1604，也被稱為開普勒超新星。它是以天文學家約翰尼斯·開普勒的名字命名的，他在他的書《新星》中描述了它
根據歷史記錄，這顆超新星距離地球的距離是參宿四的30倍，在白天的三個多星期里仍然可見。
蒙塔格預計參宿四將很快回到它的極限范圍內。在接下來的幾個月里，這顆恒星將看不到，因為它離太陽太近了。天文學家將不得不等到夏末來檢查它的進展。
“如果到了9月，它仍然像現在一樣亮，或者更亮，那么我們應該開始想知道發生了什么，”蒙塔杰說。“但從我的角度來看，我不認為現階段它有那么有趣。”

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