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【中国科学报】参宿四神秘变暗,科学家找到原因

2021-08-06 中国科学报 甘晓
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变暗的参宿四想象图,Alena ALEXEEVA绘图;猎户座,任大勇供图

  8月5日,《自然-通讯》在线发布了中科院国家天文台研究员赵刚领导的研究团队的最新成果,他们通过对从山东大学威海天文台获得的高分辨率近红外光谱进行分析,发现参宿四神秘变暗的原因是其表面出现了恒星巨黑子。

  参宿四是一颗位于猎户座肩部的红色恒星,在夜空中肉眼清晰可见,近期出现神秘的变暗现象,引起了全世界天文学家的关注。

  参宿四是夜空中在近红外波段最亮的恒星,因此近红外波段是研究参宿四这类红超巨星最合适的观测波长。研究人员从山东大学威海天文台获取了参宿四变暗过程的高分辨率近红外光谱,并对其进行仔细分析。这些光谱涵盖了参宿四变暗和回升后的不同阶段。

  进行光谱分析时,研究人员还开发了一种特殊的方法来确定红超巨星的有效温度。“我们的方法是基于对光谱中TiO和CN分子线的测量。恒星温度越低,其大气中形成和存在的分子就越多,恒星光谱中的分子线也就越强。在更热的大气中,分子很容易分解,无法存在。”该研究第一作者、中科院国家天文台博士后索菲娅·阿列克谢娃说。

  “我们发现,2020年1月31日,参宿四在最低光度下的有效温度是3476K。然而,亮度恢复后的2020年4月6日,其有效温度为3646K。这170K的有效温度变化足以解释这种神秘的变暗现象。”索菲娅·阿列克谢娃说。

  研究人员推测,有效温度下降170K可能是参宿四表面巨黑子引起的。红超巨星表面存在黑子是一个众所周知的现象。这些黑子很可能是对流流动或冷对流元形成的,并广泛存在于这些恒星中。

  赵刚说:“我们的发现将有助于更好理解红超巨星的性质,红超巨星也是宇宙中重元素增丰的主要贡献者。”

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-021-25018-3

  (原载于《中国科学报》 2021-08-06 第1版 要闻)
打印 责任编辑:张芳丹

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