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天文学史无前例的“大变暗事件”真相查明

为恒星结构与演化带来全新见解

2021-06-18 科技日报 张梦然
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图为参宿四所在天空区域的广角视图,参宿四属猎户座。图片来源:N.Risinger/《自然》在线版

  距离我们很近、直径相当于1700个太阳的参宿四“爆炸说”不但是天文学热点,因其会对地球生命产生巨大影响,也引起全球范围讨论。而据英国《自然》杂志17日发表的一项天文学研究指出,这个人类观测史上首个红超巨星的“大变暗事件”终于“查明真相”: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最常见的演化末期重大质量损失事件的发生机制。

  参宿四是距离地球第二近的红超巨星,2019年11月至2020年3月,观测显示整个参宿四的可见亮度出现了前所未有的变暗,引发了人们对其原因的大量推测。当时有研究人员认为,这次“大变暗事件”预示着参宿四将很快以超新星的方式爆炸,但后来并未观测到任何爆炸。

  法国国家科学研究中心、索邦大学、巴黎大学的研究团队,此次分析了“大变暗事件”发生前和发生时的参宿四表面。智利甚大望远镜的高角分辨率观测揭示了参宿四南半球在变暗期间比平时暗了10倍,且暗区的形状和强度在观测的三个月里迅速演化。

  观测和建模显示,参宿四可见表面形成的一个冷区出现了局域温度下降,也就是变暗是由其南半球形成的尘埃团和冷斑导致的。该结果反驳了变暗事件预示了参宿四即将发生超新星爆炸的理论。研究团队认为这种多样化、快速演化的局域表面行为,与独特的非均匀质量损失事件有关,这也是人类首次在红超巨星上实时观测到这类事件。

  此前哈勃太空望远镜的观测结果认为,参宿四前所未有地变暗很可能是由于大量热物质喷射到太空中,形成的尘埃云阻挡了参宿四表面的星光而造成的,但这一说法未获最终确定。而今的这项研究,则对红超巨星变暗的发生过程以及恒星的结构与演化带来了新的见解。

  参宿四之所以令人瞩目,原因是它大到难以置信——质量相当于太阳的11倍,直径则相当于1700个太阳排成一行。这意味着,如果把它放在太阳的位置上的话,它的外表面将一直延伸到木星轨道。很多人认为,在约1000光年之内的超新星爆发,会对地球生命造成致命影响。

打印 责任编辑:阎芳
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