2019年末,参宿四这颗恒星的亮度降低了约60%。虽然无法确切地说是什么导致了这种情况,但新的研究表明,游荡黑洞可能起了一定作用。通过靠近巨星摆动,闯入者可能引起了潮汐隆起,导致参宿四的表面变暗。虽然这种情况无法解释观测到的全部变暗现象,但它可能引发了对恒星的其他影响,使问题变得更糟。
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参宿四是天空中最容易辨认的恒星之一。你可以看到它是猎户座的亮红色肩部,通常是天空中第十亮的恒星。如果你把这颗红超巨星放在我们的太阳系中,它将吞噬所有内部的岩石行星,并从太阳延伸到火星和木星之间的小行星带。
但参宿四快要死了。它之所以巨大,是因为它很早以前就停止了核心的氢融合,转而融合氦。围绕着核心的是一个燃烧着氢气的外壳。随着核心内部和周围聚变反应的强度,能量将大气层的外层向外推,迫使恒星膨胀。
参宿四等红超巨星是宇宙中体积最大的恒星之一。它们也非常明亮。由于它们的表面积巨大,能泵出大量的光。
所以天文学家非常惊讶参宿四无缘无故开始变暗。昏暗持续了整个2020年初,在最暗时,参宿四的绝对亮度下降了约60%。不过在2020年2月,昏暗停止了,这颗恒星开始再次变亮,现在已经达到了正常的强度水平。
天文学家有半个世纪前参宿四的记录,在这些记录中,他们找不到2019年事件的先例。因此,无论是什么原因导致了所谓的“大昏暗”,都一定是非常非凡的。
重力变暗
造成昏暗的原因也一定是来自恒星本身之外的情况,而不是参宿四内部的原因。这是因为聚变反应的变化不会在几个月内停止和开始。核心中的质量太大,聚变反应释放的能量太高,无法支持这些快速变化。
天文学家提出了许多可能性,包括恒星爆发或巨大的轨道尘埃团。一种可能性是参宿四外层大气的形状发生了变化,导致了亮度的变化。恒星大气层的亮度在很大程度上取决于最外层离中心的核核心(以及周围的外壳)有多远。这是因为恒星不是固体,而是巨大的气体球。恒星依靠自身重力将自身保持在一起,但这种力量被核心释放的爆炸能量所抵消。
所以恒星的表面总是在这两种力之间保持平衡。平衡点所在的位置决定了恒星的温度,温度决定了亮度。
当恒星旋转过快时,天文学家可以看到这种影响。当它们这样做时,自转力相对于它们的两极凸出赤道。这使得恒星的赤道离核心更远,从而降低了温度,进而降低了亮度。这种“重力变暗”使一些恒星的两极比中间更亮。