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记录参宿四的亮度变化。
1880年,美国天文学家爱德华·皮克林(edwardpickerg)用光电管测量了参宿四的亮度,发现它的视星等在05-15等之间波动。
32近代研究:半规则变星的“周期密码”
20世纪,天文学家通过长期观测,确定参宿四是半规则变星——这类恒星的亮度变化,源于外层大气的不稳定性:红超巨星的外层充满了对流区,等离子体的上升与下降会导致恒星表面的温度与亮度波动。
参宿四的周期约为11年,但也有短周期的“脉动”
(约1-2年),这是由于外层的“激波”
传播所致。
,!
332019-2020大变暗:从“末日猜测”
到“尘埃云真相”
2019年12月,天文学家突然发现,参宿四的亮度急剧下降——到2020年2月,它的视星等降至16等,比平时暗了约25倍,是近50年来最暗的一次。
这一事件引发了全球媒体的“超新星爆发”
猜测:是不是参宿四要爆炸了?天文学家迅速行动,用哈勃空间望远镜(hst)、阿塔卡马大型毫米波亚毫米波阵列(ala)、甚大望远镜(vlt)等设备对参宿四进行观测。
2020年8月,哈勃望远镜的观测结果揭晓:参宿四表面抛出了一团巨大的气体尘埃云,遮挡了我们的视线。
331尘埃云的形成机制参宿四的外层大气非常不稳定,经常抛出物质——它的质量损失率约为每年10??☉(即每100年损失一个太阳质量)。
2019年的大变暗,是它抛出的一团尘埃云(主要由硅酸盐与碳颗粒组成)刚好挡住了我们的视线。
这团尘埃云的温度约为500k,比周围星际介质更冷,因此在红外波段更亮——ala望远镜观测到,尘埃云的大小约为参宿四半径的2倍,厚度约为01au。
332科学意义:红超巨星的“死亡预演”
这次大变暗,为我们提供了研究红超巨星“质量损失”
的绝佳机会:尘埃云的成分:硅酸盐与碳颗粒,是恒星内部核反应的产物——参宿四的外层正在将核心的碳氧元素“反馈”
给星际介质,成为新一代恒星与行星的原料;质量损失的机制:对流区的运动与激波,是将物质抛出恒星的主要动力——参宿四的对流区非常大,占据了恒星半径的50,这种剧烈的运动导致了频繁的物质抛出;超新星的前兆:大变暗并非“末日信号”
,而是红超巨星“临终前的挣扎”
——未来,参宿四还会经历更多次这样的变暗,直到核心坍缩,爆发成超新星。
34后续研究:参宿四的“现状”
2023年,天文学家用vlt的sphere仪器再次观测参宿四,发现它的亮度已恢复正常(视星等约05等),尘埃云已消散。
但参宿四的外层仍在持续抛出物质——它的“死亡”
过程,仍在缓慢进行。
四、文化影响:从科幻到大众——参宿四的“全民热度”
参宿四的“变”
与“红”
,让它成为大众文化中最具话题性的恒星之一:科幻作品:在《星际穿越》中,参宿四被描述为一颗即将爆发的超新星,主角库珀(oper)通过虫洞逃离太阳系,就是为了躲避它的光芒;在刘慈欣的《球状闪电》中,参宿四的爆发是“宏原子武器”
的实验场;大众观测:每年冬季,参宿四都是天文爱好者的“观测目标”
——用双筒望远镜看,它是一个模糊的红色光斑;用大型望远镜看,能看到它的表面细节(如对流区的“米粒结构”
);网络热议:2019年大变暗期间,社交媒体上充满了“参宿四要爆炸了”
“末日来临”
的言论——天文学家不得不站出来辟谣:“参宿四的爆发还需数万年,大家不必恐慌。”
结语:猎户座肩膀上的“宇宙灯塔”
——参宿四的科学价值与文明意义参宿四不是一颗“普通的恒星”
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