本月，一些天文觀測者將目睹 參宿四，這顆天空中最明亮、最著名的恆星之一，幾乎消失不見。僅僅幾秒鐘後——儘管天文學家們希望這顆恆星能在不久的將來迎來爆炸性的末日——它將再次出現，像以往一樣明亮。
參宿四的短暫消失將標誌著一個宇宙巧合：一顆小行星將阻擋這顆恆星在地球表面的一小部分割槽域的視線。科學家們將這次天體排列視為千載難逢的機會，他們希望這能讓他們以迄今為止最佳的解析度瞥見參宿四不斷變化的表面冷熱斑塊。
“這是大自然給予我們的絕佳機會，我們必須好好利用它，”巴黎天文臺的天體物理學家米格爾·蒙塔格斯說，他幫助協調了數十名業餘觀測者試圖觀測這次事件。
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這次機會得益於一顆名為萊昂納的大型小行星，天文學家最早於 1891 年發現了它。萊昂納本身只是另一塊堆積在火星和木星之間小行星帶中的太空岩石。但在 12 月 11 日美國東部時間晚上 8:17，萊昂納將直接滑過地球和參宿四之間，參宿四是一顆紅色超巨星，與小行星不同，它已被世界各地無數代人所認知。
參宿四是獵戶座一個明亮的肩膀，距離地球僅 650 光年。儘管它的亮度經常上升和下降，但 2019 年，當宇航員意識到它的亮度正在迅速下降時，這顆恆星成為了人們關注的焦點，這被稱為“大暗淡”。儘管人們希望地球人能看到這顆恆星在未來 1 萬到 10 萬年內的某個時間爆發成為超新星，但參宿四仍然存在——儘管這顆恆星的亮度變化速度比以前更快了。
“它還沒有從大暗淡中恢復過來，”哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學家安德里亞·杜普里說。“可憐的東西，它還在晃動。”儘管這顆恆星的演化難以預測，但她認為參宿四可能還需要一兩年才能平靜下來。
近年來，天文學家使用哈勃太空望遠鏡、地面天文臺甚至 日本氣象衛星 研究了參宿四。但是萊昂納的掩星可能會讓科學家們真正獨特地觀察到這顆恆星。
為了瞭解這次事件的特殊性，請考慮 2024 年 4 月發生的日全食。在日食的高潮期間，地球表面狹窄地帶的觀測者將看到月球直接經過太陽的前面。因為這兩個天體在我們的天空中看起來大小相同，所以月球將完全遮擋太陽可見的圓盤，並暴露被稱為日冕的微弱而飄渺的光環，這是我們恆星大氣層的一層，否則科學家無法從地球上看到。
同樣，大約 40 英里寬的萊昂納在天空中看起來與巨大但非常遙遠的參宿四的大小大致相同。這將使小行星在兩個天體完美對齊時阻擋全部或大部分恆星的光線。但是，雖然地球大約每 18 個月就會經歷一次日全食，但像參宿四這樣明亮的恆星的掩星現象非常罕見，據蒙塔格斯估計，不到一個世紀發生一次。
掩星觀測者將在整個過程中多次測量恆星的亮度，這隻會持續幾秒鐘。透過將這些測量結果與科學家們對萊昂納形狀的瞭解相結合，天文學家可以識別參宿四表面較亮和較暗的區域，這些區域對應於恆星較熱和較冷的斑塊。
準備工作包括兩個主要策略。首先，天文學家需要更好地瞭解萊昂納——這恰好需要觀察這塊太空岩石對更小、更暗的恆星的掩星現象。有了這些資料，科學家們可以改進對小行星的大小、形狀和方向的計算，這將有助於他們解釋參宿四的觀測結果。日內瓦天文臺的天文學家勞爾·貝倫德一直在研究這顆小行星，他說萊昂納甚至可能擁有一顆衛星。他估計萊昂納 擁有一顆衛星的可能性為 10%，儘管他說任何單一觀測者都不太可能看到小行星和一顆假設的衛星都穿過參宿四。
其次，科學家需要在掩星路徑上部署配備高科技裝置的熟練業餘天文學家，這條路徑從墨西哥延伸到佛羅里達的尖端，穿過西班牙南部、義大利和希臘，並穿過中亞。地面上的地理覆蓋範圍越好，得到的參宿四表面地圖就越完整。但是，某些地點提供更有希望的天氣或更好的機會到達路徑上的另一個地點（如果出現雲層），這些都是在收集儘可能多的資料時需要考慮的因素。
即使在上週，準備工作仍在繼續。一個科學家團隊正在努力爭取讓位於掩星路徑之外的智利歐洲南方天文臺研究未被遮擋的參宿四。與此同時，杜普里希望安排紫外線觀測，這種觀測只能透過衛星獲得，並且會顯示參宿四可見表面周圍的巨大大氣層。西班牙安達盧西亞天體物理研究所的天文學家何塞-路易斯·奧爾蒂斯正在努力招募一個可以把相機送到任何威脅性雲層之上的平流層氣球。
科學家們可以拼湊在一起的任何觀測結果都將為紅色超巨星難以捉摸的力學原理提供急需的見解，這些恆星隨著年齡的增長會燃燒越來越奇異的燃料。目前，天文學家認為參宿四正在將氦聚變成碳；這顆恆星隨後必須將其碳轉化為氧、矽，然後是鐵。最後，參宿四將耗盡燃料，在其自身重量下坍塌並爆炸，將對生命至關重要的元素散佈到太空中，並留下一個密集的恆星屍體。
正是這種命運讓參宿四如此引人注目，科學家們希望更好地瞭解紅色超巨星是如何走向終結的。但是現在天文學家對這些恆星的模擬並不完全奏效。儘管它們顯示了恆星翻騰的表面——科學家們希望在掩星過程中一瞥的明暗斑塊——但它們從未展示出恆星發出的持續不斷的風或天文學家認為導致了大暗淡的那種塵埃爆發。這意味著我們遺漏了關於這些恆星的重要資訊，蒙塔格斯說——他希望萊昂納的干擾最終可以提供有關參宿四期待已久的結局的重要資訊。
“當然，最終，這就是我們的目標，”他說。“如果我們知道紅色超巨星是如何生存的，我們就能更好地預測它們的死亡。”