参宿四爆炸成超新星了吗?
2020-02-03 09:11

参宿四爆炸成超新星了吗?

本文来自公众号:火星学会(ID:marssociety),作者:宇宙纵横,原文标题《参宿四爆炸成超新星了吗?!将比满月还亮,白天可见!可能五百年前就已经爆了,光还在赶来的路上》


参宿四变得越来越暗,每个人都想知道这到底是什么意思?


参宿四这颗恒星将在其寿命结束时成为超新星爆炸,但预计这在数万年左右的时间里都不会发生,那么是什么导致了光线变暗呢?


图注:这张参宿四想象图描绘了在参宿四附近看到的情景;

图片:ESO, L. Calcada


维拉诺瓦大学的天文学家爱德华·吉南(Edward Guinan)和理查德·瓦萨托尼克(Richard Wasatonic)是第一个报道参宿四近些时间变暗的人,在《天文学家电报》上的一篇新帖子中,天文学家报告表明参宿四进一步变暗。



同时还指出,虽然参宿四这颗恒星仍在变暗,但其变暗的速度正在放缓。参宿四是猎户座中的一颗红超巨星,参宿四在大约100万年前“离开”了主序列,并在大约4万年前一直是一个红超巨星。


参宿四是核心崩塌的SN II前身,这意味着参宿四最终会燃烧足够的氢,以至于参宿四的核心会坍塌,参宿四将作为超新星爆炸。参宿四被称为半规则变星,这意味着参宿四亮度是可变的。参宿四的一个周期约为420天,另一个周期约为五六年。



第三个周期较短,约为100至180天。虽然它的大部分波动可以预测,并遵循这些周期,但其中一些不是这样的,就像目前的变暗一样。天文学家已经对参宿四进行了很长时间的监测,对参宿四这颗恒星的目测估计可以追溯到大约180年前。


自20世纪20年代以来,美国变星观测者协会(AAVSO)进行了更系统的测量。大约40年前,维拉诺瓦大学天文学家开始对参宿四亮度进行系统的光度测量。过去25年的测光数据是最全面的,根据这些数据,参宿四这颗恒星和以往一样昏暗。


参宿四半径增长了9%


根据Guinan和Wasatonic在天文学家电报上的帖子,自2019年9月以来,参宿四的温度下降了100开尔文,其光度在同一时间框架内下降了近25%。根据所有这些测量,参宿四的半径增长了大约9%,这种肿胀预计会随着参宿四的年龄增长而出现。


在某种程度上,我们很幸运有参宿四离我们这么近,至少在天文学上是这样。参宿四距离地球只有650光年,这使它成为一位伟大的“老师”。这是除了太阳之外,参宿四是唯一可以看到表面细节的恒星。



这有助于天体物理学家了解那里以及其他类似恒星上正在发生的事情。与所有恒星一样,参宿四通过聚变在其核心产生热量。热量通过对流传递到表面,携带热量的电流被称为对流圈,在表面上可以看到黑色斑块。


当恒星自转时,这些细胞在视线内和视线之外旋转,这导致参宿四观测到的可变性。对流圈可以是巨大的,在参宿四这样巨大的恒星表面更是如此。在2013年,科学家报告了太阳上存在持续数月的对流圈证据。



这并不是决定性的,但类似的事情会不会是参宿四变暗的原因呢?这段暗淡的插曲可能不是恒星本身,而是一团气体和尘埃遮蔽了光线。随着时间的推移,参宿四燃烧了更多燃料,失去了更多质量。


当参宿四失去质量时,参宿四对其外缘的引力就会减弱,气体云就会逃逸到恒星周围的区域,这可能会导致目前的变暗插曲。或者可能是其他原因?我们知道很多关于星星的事情,但不是什么都知道。我们也从来没有像参宿四那样,观察到过任何其他的红超巨星。


参宿四爆炸的前兆?


天文学家知道会发生什么,只是不知道什么时候会发生。不管是什么原因,天文学家都知道参宿四的最终结局是什么:一次超新星爆炸。这种变暗是否与参宿四这颗不稳定恒星即将发生的灾难性死亡有直接关系?


目前尚不清楚。正如Guinan和Wasatonic在《天文学家电报》上所说:参宿四的不寻常行为应该受到密切关注。当参宿四最终真的变成超新星时,这将是人类见证过最迷人的大自然行为。其他超新星如SN185和SN1604比参宿四远得多,当参宿四变成超新星时:它将成为天空中第三亮的天体,仅次于太阳和满月!



但一些天文学家估计,它将比月亮更亮,参宿四将像其他超新星一样照亮天空,并将持续数月,白天可见,夜间投射阴影。然后,大约三年后,它将褪色到目前的亮度。


在变成超新星大约六年后,参宿四甚至不会出现在夜空中,猎户座中的猎人将不复存在。确切地说,这一切将在什么时候发生,没有人知道。虽然近期的这种变暗很可能与参宿四最终的超新星爆炸有直接联系,但天文学家目前也不能确定这一点。


本文来自公众号:火星学会(ID:marssociety),作者:宇宙纵横

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