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参宿四是要爆破了?产生超大规模“黑子”掩盖外表达70%!

参宿四近几个月来一向令地理学家入神,因为它的亮度反常激烈地下降然后又康复。科学家们一向在评论一些情形,企图解说它的行为。现在,由马克斯·普朗克地理学研讨所塔维莎·达马瓦德纳领导的一个研讨小组发现:参宿四外表极有或许是反常大的“恒星斑驳”导致了变暗,其研讨成果排除了之前的猜想,便是由参宿四喷出的尘土,遮盖了这颗恒星,像参宿四这样的红巨星会阅历频频的亮度改动。

但是,参宿四的光度在2019年10月至2020年4月间大幅下降至正常值的40%左右,这让地理学家们大吃一惊。科学家们现已开发了不同场景来解说这颗恒星亮度的改动,这颗恒星的亮度能够用肉眼看到,并且简直有500光年远。一些地理学家乃至估测一场行将到来的超新星爆破。由海德堡马克斯·普朗克地理研讨所塔维莎·达马瓦德纳领导的一个世界地理学家小组现在现已证明:

参宿四光球层温度改动导致了亮度的下降,这种温度改动最有或许的来历是巨大低温的恒星黑子,相似于太阳黑子,这需求黑子掩盖参宿四外表的50%到70%。像太阳这样的恒星在生命末期会变成红巨星,当燃料供给耗尽时,恒星开释能量的进程就会改动。成果,恒星胀大,变得不稳定,以数百天乃至数千天的周期脉动,研讨以为这是引起参宿四亮度动摇的原因。

超大规划的黑子

参宿四是一颗所谓的红超巨星,与太阳比较,它的质量大约大20倍,体积大约大1000倍。假如放在太阳系的中心,它简直能够抵达木星轨迹。因为它的体积太大,恒星外表遭到的引力比平等质量但半径较小的恒星要小。因而,恒星脉动能够相对容易地弹出这样一些恒星的外层。开释出的气体冷却并开展成地理学家称之为尘土的化合物。这便是为什么红巨星是世界中重元素的重要来历,行星和生物终究都是从世界演化而来。

地理学家此前以为,吸收光线的尘土的发生,最有或许是参宿四亮度急剧下降的原因。为了验证这一假定,塔维莎·达马瓦德纳和合作者评价了来自阿塔卡马探路者试验(APEX)和詹姆斯·克莱克·麦克斯韦望远镜(JCMT)的新数据和档案数据。这些望远镜丈量的辐射来自亚毫米波的光谱规划(太赫兹辐射),其波长比可见光的波长大一千倍。地理学家用肉眼看不见的星际尘土,研讨星际尘土现已有一段时间了,尤其是冷尘土会在这些波长发光。

令研讨人员惊奇的是:参宿四即便在亚毫米波规划内也会变暗20%。经历标明,这种行为与尘土的存在是不相容,为了进行更准确的评价,科学家核算了尘土会对这一光谱规划内的丈量发生什么影响。事实证明,亮度在亚毫米规划内的下降,的确不能归因于尘土量的添加。相反,一定是恒星自身造成了地理学家丈量的参宿四亮度改动。物理规律告知咱们,恒星的光度取决于直径,特别是恒星外表温度。假如只要恒星的巨细减小,一切波长的光度都会相等地减小。

理论与观测共同

但是,温度改动对沿电磁频谱发射的辐射的影响不同,在可见光和亚毫米波中丈量到的变暗,因而是参宿四均匀外表温度下降的依据,研讨人员将其量化为200K。来自欧洲南边地理台(ESO)的合著者Peter Scicluna解说说:但是,温度散布不对称的或许性更大。2019年12月参宿四相应高分辨率图画显现了不同亮度的区域,加上新研讨成果,这清楚地标明,巨大的恒星黑子掩盖了可见外表的50%到70%,温度低于更亮的光球层。

恒星恒子在巨星中很常见,但没有这么大的规划,但理论模型核算好像与参宿四亮度下降的持续时间相共同。咱们知道太阳黑子的数量在11年周期中添加和削减,巨型恒星是否有相似的机制尚不确认。这一点的一个痕迹或许是之前的亮度最低值,它也比前几年的亮度最低值要显着得多。但未来几年的调查将告知咱们参宿四亮度急剧下降是否与一个恒星黑子周期有关。无论如何,参宿四仍将是未来研讨一个令人兴奋的目标。

博科园|研讨/来自:马克斯·普朗克学会

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