慢思空間

作者：宇宙同伴

天文學家們已經透過歐洲南方天文台（ESO）的超大望遠鏡（VLT）觀測到了參宿四不斷變暗的表面。他們捕捉到的這些令人震驚的新照片不僅顯示出了這顆恆星前所未有的黯淡，而且還表明了獵戶座中的這顆紅色超級巨星正在改變形狀。

參宿四在2019年底開始明顯變暗，目前這顆紅色超級巨星的亮度跟正常值相比下降了約36%。這一變化是如此明顯，以至於用肉眼都能看到。全球的天文學家和研究人員都迫切想要深入瞭解這種亮度下降的現象以及它對這顆恆星意味著什麼。

位於獵戶座的紅色超級巨星參宿四正變得前所未有的黯淡。這張令人印象深刻的恆星表面照片是去年年底由歐洲南方天文台超大望遠鏡上的球面儀拍攝的，它是一項旨在瞭解恆星為何變暗的活動的首批觀測結果之一。與2019年1月拍攝的照片相比，這張照片顯示了這顆恆星變暗的程度，以及它的外觀形狀發生了怎樣的變化。 

比利時魯汶大學的天文學家米格爾·蒙塔日和他的團隊自去年12月以來一直用超大望遠鏡觀測參宿四並試圖找出它變化的原因。他們的一項觀測結果是用高解析度光譜偏振系外行星研究儀器（SPHERE）拍攝的一幅令人震驚的恆星表面照片(上圖)。

參宿四不規則的表面由移動、收縮和膨脹的巨大對流單體組成。這顆恆星也像一顆跳動的心臟一樣搏動並週期性地改變亮度。然而，這些週期性的變化遠沒有它最近經歷的那麼極端。參宿四的這些對流和脈動變化被稱為恆星活動。

這張圖顯示了參宿四變暗的前後對比情況。這些觀測是在2019年1月和12月用歐洲南方天文台的超大望遠鏡上的球面儀拍攝的，顯示出這顆恆星已經變暗了多少，以及它的外觀形狀發生了怎樣的變化。圖片來源:ESO / M，Montarges et al

除了這張圖片外，該團隊在2019年1月也觀測了參宿四，所以他們能通過這兩張圖的直接對比來證明這顆恆星變暗的現象是多麼極端。變暗“之前”和“之後”的照片都是在可見光光譜下拍攝的。這種直接對比似乎也清楚地顯示了參宿四正在改變形狀。在這個由歐洲南方天文台製作的影像中，我們還可以看出參宿四在亮度和形狀上的驚人差異。

以下影像顯示了參宿四變暗的前後對比。這些觀測是在2019年1月和12月用歐洲南方天文台的超大望遠鏡上的球面儀拍攝的，顯示出這顆恆星已經變暗了多少，以及它的外觀形狀發生了怎樣的變化。

https://www.youtube.com/watch?v=RCpQ7UP91JY&feature=emb_title

準備爆發了?

參宿四表面的黯淡使許多科學家推測這顆恆星即將成為超新星，這也是所有紅色超級巨星的命運。許多天文學家認為，雖然它會在某一時刻爆發，但這並不是它當前正在經歷的過程。他們對球面照片中所表現出的亮度和形狀變化有其他的解釋。

蒙塔格斯說：“我們目前正在研究有兩種情況會導致地表冷卻—異常的恆星活動，或者揚塵。當然，我們對這顆紅色超級巨星的瞭解還不夠全面，工作仍在進行中所以驚喜仍有可能發生。”

以下影像將帶你看到參宿四周圍的環境，這是最近用歐洲南方天文台的超大望遠鏡上的VISIR儀器觀測到的，超大望遠鏡上的球體對它進行了成像。VISIR照片顯示，2019年12月，參宿四周圍的塵埃釋放出紅外光。在同一個月，球面照片還展示了參宿四的可見表面—大小與木星軌道相近。

https://www.youtube.com/watch?v=Zo1zA13oSHs&feature=emb_title

該研究小組需要使用超大望遠鏡對這顆距離地球700光年的紅色超級巨星進行精確的研究，並收集其變暗原因的線索，因為超大望遠鏡是為數不多的能夠用來對恆星表面進行成像的儀器之一。蒙塔格斯接著說：“歐洲南方天文台超大望遠鏡上的儀器能夠觀測可見光到中紅外光的範圍，這意味著天文學家可以看到參宿四的表面和它周圍的物質。”

“這是我們瞭解這顆恆星的唯一途徑。”

期待爭論

伴隨這張球面圖的另一張照片是法國巴黎天文台的皮埃爾·科維拉帶領的一組天文學家所拍攝到的參宿四。他們使用了另一種儀器，中紅外超大望遠鏡成像光譜儀（VISIR）。

這張由VISIR儀器拍攝的照片顯示在2019年12月，參宿四周圍的塵埃發出了紅外光。在這張引人注目的照片中，塵埃雲與火焰相似，它們是在恆星將其物質釋放回太空時形成的。這個黑色的圓盤遮住了恆星的中心和它周圍的大部分區域，這些區域非常明亮，必須加以遮蓋才能看到顏色較淡的塵縷。中間的橙色圓點是參宿四表面的球體照片，其大小與木星的軌道相近。圖片來源:ESO / P，Kervella / M，Montarges et al，致謝:Eric Pantin

這第二張照片也是在2019年12月拍攝的，它清楚地顯示了這顆紅色超級巨星周圍的塵埃雲所發出的光。科維拉解釋說，照片的波長與熱感照相機探測到的波長相似。塵埃雲—在VISIR照片中類似火焰—是恆星將物質釋放到太空時形成的。

這幅藝術家的印象畫中的超級巨星參宿四是由歐洲南方天文台的超大望遠鏡上不同的先進技術展示出來的，這使得兩個獨立的天文學家小組獲得了有史以來最清晰的參宿四照片。他們指出這顆恆星冒出了幾乎和我們太陽系一樣巨大的煙，並且在它的表面還有一個巨大的沸騰的氣泡。這些發現提供了重要的線索，幫助解釋這些龐然大物如何以這般驚人的速度釋放物質。這裡還提供了以參宿四半徑為單位的比例尺，以及它與太陽系的比較。圖片來源:ESO / L，Calcada

魯汶大學研究紅色超級巨星球體照片的博士生艾米麗·坎農說：“在通俗天文學中經常聽到這樣一句話—我們都是由星塵組成的，但是這些星塵到底是從哪里來的呢?像參宿四這樣的紅色超級巨星在爆炸成為超新星之前就已經製造並噴射出了大量的物質。現代科學技術使我們能夠研究這些距離我們數百光年的天體，根據這些前所未有的細節我們有機會破解到底是什麼導致了它們的品質損失。”

這篇文章最初是由羅布·利在《宇宙同伴》上發表的。

原文：

https://thenextweb.com/syndication/2020/02/23/new-images-of-betelgeuses-dimming-surface-reveal-the-stars-changing-shape-puzzling-astronomers/

翻譯：Claire

本文出處網址: https://www.golden-ages.org/2020/03/02/20200302-01/

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