研究人員表示,這張紅色“超巨星”心宿二的新照片是有史以來除太陽以外捕獲的最佳影像。
這張影像顯示了心宿二動盪的表面,並揭示了其大氣層中意想不到的湍流,暗示著某種神秘的過程在恆星質量內部劇烈攪動,科學家補充說。
心宿二位於天蠍座,距離地球近620光年,是一個巨大的恆星怪物,其質量和直徑分別是太陽的12倍和700倍。因此,心宿二是銀河系中已知最大、最亮的恆星之一。它也接近生命的盡頭;天文學家估計它將在幾千年後爆炸成超新星。[超新星照片:恆星爆炸的精彩影像]
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現在,利用位於智利的歐洲南方天文臺甚大望遠鏡干涉儀 (VLTI),天文學家們已經解析了這顆恆星最外層的湍流結構,首次揭示了遙遠恆星表面的細節,並可能填補了我們關於大質量恆星如何死亡的知識空白。
“像心宿二這樣的恆星在其演化的最後階段如何如此迅速地失去質量,這是一個半個多世紀以來的問題,”智利北方天主教大學的 Keiichi Ohnaka 在一份宣告中表示。
“VLTI 是唯一可以直接測量心宿二延伸大氣層中氣體運動的設施——這是澄清這個問題的關鍵一步,”Ohnaka 補充說,他詳細介紹了上週的最新發現,“下一個挑戰是確定是什麼驅動了湍流運動。”
VLTI 由多達四臺望遠鏡組成——26.9英尺(8.2米)的“單元望遠鏡”和較小的5.9英尺(1.8米)的“輔助望遠鏡”的組合——它們透過干涉測量結合它們收集的紅外光,以建立一個660英尺(200米)寬的“虛擬”望遠鏡。因此,可以獲得遙遠物體非常高的角解析度,從而可以詳細研究心宿二戲劇性的、沸騰的表面。
利用名為 AMBER(天文多波束組合器)的儀器,Ohnaka 的團隊能夠測量從心宿二內部不同位置湧出的等離子體的速度,並將這些速度與整個恆星的平均等離子體速度進行比較。從這些資料中,可以建立恆星圓盤上大氣氣體相對速度的地圖。研究團隊成員表示,這是首次為除太陽以外的任何恆星建立這樣的地圖。
研究人員立即發現了一個驚喜:似乎有湍流、低密度的氣體從比理論模型預測的更遠的地方噴發出來。通常,在像我們太陽這樣的恆星中,過熱氣體的對流從恆星核心附近向上冒泡到表面,就像開水壺中的水對流一樣。但是對流無法解釋心宿二奇怪的大氣層,研究人員得出結論,對於紅色超巨星的大氣層,必定存在另一個(尚未知曉)過程驅動著物質的運動。
Ohnaka 希望在心宿二上演示的觀測技術可以應用於其他恆星,以瞭解它們的大氣結構,或許可以揭示驅動這些湍流運動的奧秘。
“我們的工作將恆星天體物理學帶入了一個新的維度,並打開了一個觀察恆星的全新視窗,”他說。
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