好消息！獵戶座的參宿四不炸了！為啥它會(huì)忽明忽暗？科學(xué)家給出答案→

（來(lái)源：科普中國(guó)）

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2020年底，獵戶座里那顆紅得發(fā)亮的參宿四突然變暗了。這顆人類肉眼能看到的最亮恒星之一，亮度竟然降到了平時(shí)的三分之一，仿佛打了個(gè)大噴嚏把自己的光芒都憋住了。有人當(dāng)時(shí)緊張得不行，害怕它就此走向生命盡頭，在我們眼前爆炸成超新星。

但參宿四沒(méi)有爆炸，它又亮回來(lái)了。只是那次異常給科學(xué)家留下了一堆問(wèn)號(hào)：這顆距離地球650光年的紅超巨星，到底為什么會(huì)這樣反復(fù)無(wú)常地變亮變暗？

現(xiàn)在，謎底揭開(kāi)了。美國(guó)哈佛-史密松天體物理中心的天文學(xué)家用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡盯著參宿四看了將近8年，終于發(fā)現(xiàn)這家伙不是獨(dú)自漂泊在太空里——它有個(gè)伴星，一直藏在它龐大身軀的陰影里。

這顆伴星名叫Siwarha（西瓦爾哈），大約每2100天繞參宿四轉(zhuǎn)一圈。參宿四的體型大到能塞進(jìn)4億個(gè)太陽(yáng)，它的大氣層稀薄而廣袤，像一團(tuán)橙紅色的薄霧向外延伸。西瓦爾哈就在這團(tuán)霧里穿行，每轉(zhuǎn)一圈都會(huì)在參宿四的外層大氣里犁出一道痕跡。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的天文學(xué)家安德莉亞·杜普里打了個(gè)貼切的比方：這就像船在水面劃過(guò)，船頭推開(kāi)水流，船尾拖出一道尾流。Siwarha在參宿四的大氣里游動(dòng)，也會(huì)推擠氣體，形成一條密度更高的氣體尾跡。這條尾跡會(huì)旋轉(zhuǎn)、擴(kuò)散，改變參宿四大氣的運(yùn)動(dòng)方式，進(jìn)而影響它的亮度和表面特征。

觀測(cè)數(shù)據(jù)清楚地展示了這一點(diǎn)。當(dāng)Siwarha運(yùn)行到參宿四前方時(shí)，望遠(yuǎn)鏡捕捉到的光譜會(huì)發(fā)生變化：鐵元素發(fā)出的特定波長(zhǎng)的光會(huì)變強(qiáng)或變?nèi)酰瑓⑺匏拇髿膺\(yùn)動(dòng)速度和方向也會(huì)改變。這些變化恰好每2100天出現(xiàn)一次，和理論預(yù)測(cè)的軌道周期完全吻合。這是第一次，天文學(xué)家們看到了這道“船尾波”的直接證據(jù)。

幾十年來(lái)，科學(xué)家一直在猜測(cè)參宿四行為古怪的原因。它有兩個(gè)變化周期：一個(gè)是400天左右的短周期，已經(jīng)被證實(shí)是恒星內(nèi)部的脈動(dòng)造成的；另一個(gè)就是這神秘的2100天長(zhǎng)周期。有人說(shuō)是表面對(duì)流的大氣泡在翻滾，有人說(shuō)是塵埃云飄過(guò)，也有人懷疑是磁場(chǎng)活動(dòng)或者隱藏的伴星。但沒(méi)有確鑿證據(jù)之前，這些都只是猜測(cè)。

現(xiàn)在證據(jù)來(lái)了。參宿四不是孤獨(dú)的巨人，它有個(gè)同行者在身邊不斷攪動(dòng)它的外衣。那些看似混亂的亮度變化、氣體運(yùn)動(dòng)、表面特征，背后都有了合理解釋。2020年那次大變暗，很可能也和這顆伴星脫不了關(guān)系。

從我們的角度看，Siwarha目前正好被參宿四擋在身后。2027年，它會(huì)再次從參宿四身后轉(zhuǎn)出來(lái)，天文學(xué)家已經(jīng)摩拳擦掌準(zhǔn)備新一輪觀測(cè)了。

作為距離我們最近、體積最大的紅超巨星之一，參宿四是少數(shù)幾顆能讓我們直接觀測(cè)到表面細(xì)節(jié)的恒星。它正在走向生命終點(diǎn)，未來(lái)某個(gè)時(shí)刻會(huì)爆炸成超新星——可能是明天，也可能是十萬(wàn)年后。看清它如何在伴星影響下演化、拋灑物質(zhì)，能幫助我們理解所有類似的垂暮巨星會(huì)如何走完最后的旅程。

圖一：展示紅超巨星參宿四及其伴星Siwarha的示意圖。伴星沿順時(shí)針?lè)较蚶@行，在參宿四的外層大氣中犁出一道不斷擴(kuò)散的氣體尾跡。圖中伴星的大小并未按實(shí)際比例繪制，它實(shí)際上只是參宿四面前的一個(gè)小點(diǎn)，體積相差數(shù)百倍。但伴星與參宿四之間的距離是按參宿四直徑等比例呈現(xiàn)的。

圖二：科學(xué)家用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡尋找伴星在參宿四周圍留下的氣體尾跡。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)伴星運(yùn)行到軌道不同位置時(shí)，圖中左側(cè)峰值的光譜信號(hào)會(huì)出現(xiàn)明顯變化，這正是尾跡存在的證據(jù)。圖源：Artwork: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI); Science: Andrea Dupree (CfA)