天文|哇,参宿四可能比预想的,要更近25%!

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参宿四可能比之前认为的距离更近25%
参宿四经历了两次变暗 。 众所周知 , 它是天空中最亮的十颗恒星之一 , 天体物理学家和天文学家都忙着试图了解这颗红色超巨星发生了什么 。 各种各样的研究得出了一些答案:巨大的星斑 , 堆积的尘埃 , 超新星爆前的震动 。
现在一项新的研究给我们对参宿四的了解提供了另一种思路 。 作者说参宿四比之前认为的更小更近 。 这项新的研究名为《站在巨人的肩膀上:结合演化、星震和台地水动力模拟对参宿四质量和距离进行重新估计》 。 第一作者梅里迪斯·乔伊斯(Meridith Joyce)博士是澳大利亚国立大学(AustralianNational University)的恒星物理学和银河考古学博士后研究员 。 这篇论文发表在《天体物理学杂志》上 。 在这篇新论文中 , 作者希望利用新的观测数据和三种不同的建模技术对附近的红色超巨星参宿四进行严格的检查 。 他们进行了水动力和地震模拟 , 以了解更多关于驱动参宿四脉动的物理 , 并更清楚地了解参宿四所处的生命阶段 。
参宿四作为天空中最亮的第十颗星星 , 早早便引起了我们的注意 。 参宿四是一颗变星 , 同时在红外波段它是天空中最亮的恒星 。 它位于猎户座的显著位置 , 其独特的红色色调使它自古以来就成为大家所着迷的对象 。 为人所熟悉的猎户座 , 我们可以清晰地看到其腰带 , 自然位列其中的参宿四(左上角的红星)和参宿七(右下角的亮蓝色星)也可以看到 。 参宿四作为一颗变星 , 其亮度有时会发生变化 。 从去年年底开始 , 这颗恒星有了新的表现 。 首先 , 它变得越来越暗 , 在2020年2月初 , 亮度减弱到只有正常亮度的37%左右 。 直到2020年5月底 , 它的光芒再次点亮 。 接着 , 又陷入黯淡 。

因此 , 他们能够得到一个精准的有关恒星半径的预测 。 他们也能得到更准确的质量、距离和周期测量 。
在一篇新闻稿中 , Joyce博士曾说:“通常来讲 , 参宿四是天空中最亮的恒星之一 , 但是自从2019末 , 我们观测到两次参宿四亮度的降低 。 这一现象引出一种推测 , 那就是参宿四有可能将要爆炸 。 但是我们的研究又提供了一种不同的解释 。 ”
Joyce博士还解释道 , “我们发现第一次的变暗现象和尘云有关 。 第二次较小型的变暗可能是由于恒星的脉冲 。 “
根据这些结果 , 参宿四还完全不接近一个即将爆炸的超新星 。 这个恒星内部仍在燃烧氦气 , 爆炸还是几百世纪以后的事 。
“它的内部目前在燃烧氦气 , 意味着它还不接近爆炸” ,Joyce博士说 , “离爆炸发生可能还有10万年 。 ”
红超巨星会在一百万或者两百万年间耗尽内核中的氦气 。 在那以后 , 它们会开始进行碳融合 。 紧接着 , 它们会融合越来越重的元素 , 直至内核形成铁 。 在此之后 , 它们不可避免的塌陷、爆炸 , 既而形成超新星 。
在红超巨星最终引力坍塌之前 , 它的内核就像是一个洋葱 。 铁内核被一层一层的硅、硫、洋气、氖气、碳 , 混合着一些氧气、氦气 , 最后是一些氢气 。 内核外部主要由氢气和氦气构成 。
(图片不按比例)(图片来源:ESO修改 , 数位巡天 。 CC BY 4.0)
对于参宿四精确的尺寸和距离测量一直以来都十分难以获得 。 在近几十年间 , 预测范围小至330光年 , 大至650光年 。 最近2017年的研究结果更是出现了724光年(+111/-156) 。
知道距离恒星的距离是了解它的关键 。 若是我们不知道距离 , 我们就不知道恒星的亮度或是大小 。 但是测量距离的难度很大 。
恒星的距离通常都是天文学家依靠三角视差来测量的 。 因此 , 他们会测算恒星的视运动 。 视运动指的是恒星相对于更遥远的恒星的运动方式 。 观测位置也因为这种基于地球绕日公转轨道的测算而发生了变化 。 目标恒星的位置会发生变化 , 而较远的恒星由于距离太远 , 似乎没有移动 。 这种视运动被称为恒星视差 , 以弧秒为单位 。 恒星距离越远 , 视差越小 。
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