去年參宿四的劇烈變暗——許多人熟悉它作為獵戶座的“右肩”——是由恆星自身噴射出的一團塵埃造成的。天體物理學家們利用參宿四變暗前後拍攝的高解析度影像，結合計算機模擬，得出了這一結論，並於6月16日發表在《自然》雜誌上。
通常，參宿四是夜空中最亮的十顆恆星之一。幾十年來，研究人員已經知道它大約每425天經歷一次變暗週期，在此期間它會暫時失去約四分之一的峰值亮度。但在2020年2月，天文學家注意到這顆恆星的亮度下降了前所未有的三分之二——足以用肉眼觀察到。
這種無法解釋的變暗引發了關於這顆恆星可能即將爆炸的猜測。參宿四是一顆紅超巨星——一種比太陽質量更大、壽命短數千倍的恆星——預計它將在未來10萬年內的某個時候以壯觀的超新星爆發結束其生命。這一事件將提供一場地球人在幾個世紀以來未曾見過的奇觀：銀河系中上一次可以從地球上觀測到的超新星是在1604年，而參宿四離我們的星球如此之近，以至於它的超新星爆發將足夠明亮，可以在白天持續數週可見。根據最新的估計，這顆恆星距離我們約168秒差距（548光年）。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
但許多天體物理學家警告說，關於超新星的猜測只是一廂情願的想法。他們指出，變暗很可能是由更普通的機制引起的，例如恆星表面出現了一團異常寒冷的物質（即所謂的對流單體），或者是一團塵埃穿過了到達它的視線。
現在，巴黎天文臺的天體物理學家米格爾·蒙塔吉斯和他的合作者發現，“大變暗”的原因很可能是這兩種因素的結合。
謎團解開
該團隊使用位於智利阿塔卡瑪沙漠的甚大望遠鏡，在2019年1月、2019年12月、2020年1月和2020年3月拍攝了一系列參宿四的高解析度影像。參宿四的質量是太陽的16倍以上，寬度是太陽的764倍——如此之大，以至於如果它位於太陽系的中心，它將吞沒所有直到火星的行星軌道。蒙塔吉斯解釋說，這使得它成為少數幾顆天文學家可以解析為圓盤狀，而不是單個光點的恆星之一。蒙塔吉斯已經斷斷續續地研究參宿四十年了，並且自從十歲時就對它感興趣，當時它是他在天空中能夠識別出的第一顆恆星。
影像清楚地顯示，從地球北半球看，恆星的左下方部分明顯變暗，並且較暗區域的位置在成像期間沒有發生顯著變化。這表明暗斑是由恆星自身噴射出的一團塵埃造成的，並且大致沿視線方向移動，而不是從旁邊經過。“如果它是一團凌星塵埃雲，它應該已經穿過恆星，”蒙塔吉斯說。
該團隊對變暗的解釋是，一個異常涼爽的對流單體導致恆星大氣層溫度急劇下降。這使得恆星在前一年噴射出的氣體迅速凝結成塵埃，阻擋了來自恆星的光線。研究人員透過執行超過10,000次計算機模擬證實，這種情況最符合資料。“建模的結論是，這兩個事件同時發生，”蒙塔吉斯說。
“執行模擬這一事實讓我更加確信”這個解釋是正確的，位於馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學研究所的天體物理學家梅里迪思·喬伊斯說。
英國赫特福德郡大學的天體物理學家小林千秋說：“如果我們能夠知道參宿四應該在多少天或多少年後作為超新星爆發，那就太好了。”然而，研究人員對參宿四——或一般的紅超巨星——還沒有足夠詳細的瞭解，無法做出這樣的預測。
本文經許可轉載，並於2021年6月16日首次發表。