新理論解釋了紅色超巨星 “參宿四”的神秘黯淡現象

參宿四(α
Orionis)是位於獵戶座肩部的一顆明亮的赤色恆星,在夜空中可以用肉眼看到。從2019年10月到2020年3月,參宿四表現出神秘的暗淡,吸引了天文學家和公眾的注意力和想像力。雖然是一顆變星,表現出周期性的、有時不規則的光線變化,但這次變暗是過去50年中觀察到的最重要的一次:它變暗了2.5倍以上,這甚至可以通過肉眼在夜空中注意到。

世界各地的天文學家已經提出了幾種可能的原因:超新星爆炸的前期,遮蔽的塵埃,或者恆星光球的變化。

由中國科學院國家天文台趙剛教授領導的一項新研究揭示了參宿四神秘變暗的本質,來自山東大學和密蘇里大學(美國)的科學家也加入了這項研究。

這項研究發表在今天(2021年8月5日)的《自然通訊》上。

獵戶座是夜空中近紅外波長范圍內最亮的恆星。這是調查像參宿四這樣的紅色超巨星的最合適的波長范圍。

研究小組調查了2020年1月31日、3月19日、4月4日和4月6日在山東大學威海天文台獲得的參宿四的高解析度近紅外光譜,涵蓋了調光和調光後的階段。研究小組開發了一種特殊的技術來確定紅超星的有效溫度。

“我們的方法是基於對恆星光譜中氧化鈦(TiO)和氰化物(CN)分子線的測量。一顆恆星越冷,這些分子就越能在其大氣中形成和存活,分子線在恆星光譜中就越強。”這項研究的第一作者Sofya Alexeeva博士說:”在一個更熱的大氣層中,這些分子很容易解離,不能生存。”

“我們已經發現,在其亮度最低的時候,2020年1月31日,參宿四的有效溫度是3476開爾文。然而,在它恢復亮度之後,在2020年4月6日,有效溫度是3646開爾文。索菲亞-阿列克謝耶娃博士說:”有效溫度變化了170K,足以解釋這種神秘的暗淡。”

什麼會導致溫度下降170K?它可能是由參宿四表面上的一個大的暗星斑引起的。紅超星上存在的斑點是一個眾所周知的現象。這些斑點很可能是對流或冷對流單元的結果,人們普遍認為這類恆星中存在著這種現象。這一發現讓我們深入了解了紅色超巨星的性質,它們是宇宙中重元素富集的主要貢獻者。

來源:cnBeta