天文學家:參宿四在變暗之前,曾被神秘力量擊穿

宇宙中的每一顆閃耀的恒星都會有熄滅的那一天,它們的「壽命」與自身的質量密切相關,恒星的質量越大,其「壽命」就越短,例如比鄰星的質量大約為太陽的12.2%,其「壽命」就可以高達上萬億年,太陽的「壽命」卻只有100億年左右,而那些比太陽大得多的恒星,其「壽命」則更短。

比如說距離我們大約640光年外的參宿四(Betelgeuse),其質量就高達太陽的16.5至19倍,如此大的質量使得這顆恒星的「壽命」比太陽低得多,盡管它誕生在800萬至850萬年之前,但它卻已經步入了「晚年」。

根據已知的恒星演化模式,像參宿四這樣的大質量恒星并不會在宇宙中默默地熄滅,在核心的「核燃料」消耗殆盡之后,它會發生威力巨大的「超新星爆發」,其在短時間內釋放出的能量足以與整個星系媲美。

觀測數據表明,現階段的參宿四已經演化成一顆「紅超巨星」,其體積可以高達太陽的7億倍,而這也正是參宿四生命周期的最后階段,也就是說,在不久的未來,這顆距離我們并不算太遠的巨型恒星就會發生「超新星爆發」,正是因為如此,天文學家們一直對參宿四保持關注。

上圖為參宿四在過去的20多年里的觀測記錄(橫軸代表年份,縱軸代表視星等),可以看到,自從1996年以來,參宿四的亮度其實一直在變化,不過通常都是在一個較小的范圍內波動,但在2019年底到2022年初這段時間里,這顆恒星經歷了一次陡然變暗的過程。

在這次變暗過程中,參宿四的亮度一度降低至其正常水平的3分之2左右,以至于人們紛紛猜測參宿四很可能要炸了,然而這樣的事情并沒有發生,因為在接下來的時間里,參宿四的亮度又逐漸恢復到正常水平。

參宿四此次的異常表現無疑引起了強烈關注,在后續的研究工作中,天文學家們對這種現象給出多種解釋,其中認同度最高的一種觀點認為,可能是有一片巨大的塵埃云短暫地遮掩了參宿四的部分星光,給我們造成了這顆恒星陡然變暗的錯覺。

近日,一項新的研究表明,參宿四的此次變暗可能并不是塵埃云的遮掩那麼簡單,因為參宿四變暗之前,疑似曾被神秘力量擊穿。

該研究由麻省理工學院的天文學家林恩·馬修斯(Lynn Matthews )和哈佛大學史密森尼天體物理中心的天文學家安德烈·杜普里 (Andrea Dupree)主導。

他們在即將發表在《天體物理學期刊》的論文中指出,在對參宿四詳細觀測數據進行仔細分析之后,研究人員發現參宿四在此次變暗過程中的實際亮度比之前公布的還要暗20%左右,雖然其表面亮度的分布比理論上的均勻橢圓盤更加復雜,但并不具備被塵埃云遮掩的明顯特征。

上圖為根據實際觀測數據制作的參宿四的變暗過程,研究人員發現,在參宿四變暗期間,其南半球的電子密度出現了明顯增強,同時伴隨著大量物質流失的跡象。

在將上述現象與參宿四的無線電特征進行聯系之后,研究人員作出一個大膽的推測:參宿四在變暗之前,有可能曾經被一道大振幅的沖擊波擊穿,這導致了參宿四的密度結構以及表面溫度發生了改變,而在此后的大量物質流失的過程中,參宿四的亮度就會陡然變暗,當一切平息之后,參宿四的亮度又逐漸恢復了正常。

那如果真是這樣的話,如此強大的沖擊波到底是什麼神秘力量引發的呢?

對于這個問題,天文學家目前并沒有給出確定的答案,只能給出一種合理的推測,即:這種沖擊波應該來自參宿四的內部,畢竟像參宿四這種生命周期即將終結的恒星,其核心通常都不是太穩定的。當然了,這也只是一種猜測,我們也可以猜測這是一種來自宇宙深空的神秘力量,只不過這就顯得有點科幻了。

值得一提的是,在640光年的距離上,就算參宿四發生了「超新星爆發」,其產生的物質激波也不可能影響到地球,我們唯一需要注意的是,參宿四爆發時產生的伽馬射線暴會不會擊中地球,幸運的是,伽馬射線暴的方向是與恒星的自轉軸一致的,而參宿四的自轉軸并沒有對準地球,偏離了至少20度,因此我們不必擔心參宿四在未來會對地球形成威脅。

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