科学家发现:参宿四的光变波动,原来是一颗伴星造成的!
参宿四是猎户座中的红色超巨星,长久以来一直是天文学家的焦点。它那剧烈的亮度波动曾引发超新星爆发即将来临的猜测,甚至在2023年因黯淡事件一度登上热搜。
参宿四位猎户座的肩膀位置,距离地球约640光年,直径约为太阳的1000倍,质量约为太阳的15倍。作为一颗红超巨星,它正处于生命末期,表面温度仅3600摄氏度,呈现出鲜明的橙红色调。
参宿四以其不规则变光闻名,亮度周期约为400天,但偶尔会出现异常波动,在2023年亮度直降36%,一度被误认为是超新星前兆。但后来观测发现,这是由于参宿四喷发的尘埃云遮挡结果。
不过在此之前天文学家们并不知道背后是何种原因导致的,直到近日才揭开了谜团,原来参宿四还有一颗伴星。其实自19世纪末以来,天文学家就猜测参宿四可能有伴星存在。因为曾经通过光谱分析,其光谱线显示出多普勒位移,暗示一颗隐形伴星的引力影响。但这颗伴星从未被直接观测到,由于它太小、太暗,且被参宿四的耀眼光芒淹没。这使得他长达100年的众多谜团就无法解释。
直到2025年7月,天文学利用北双子座望远镜的一种高角分辨率斑点成像仪,成功捕捉到了伴星的微弱信号,据分析这颗伴星是一颗质量约为太阳1.5倍的黄矮星,直径约为太阳的1.2倍,表面温度约5800摄氏度。它位于参宿四约8天文单位处,轨道周期约2100年。伴星的亮度仅为参宿四的0.01%,隐藏在巨星的辉光中。
这一发现解决了多项谜团。首先它解释了参宿四的轨道摄动,也就是伴星的引力导致他的径向速度每年变化约1.5公里每秒,与观测数据吻合。其次,它澄清了参宿四的质量估算,之前基于单星模型的11倍太阳质量,现在调整为15到17倍左右,符合其演化阶段。
参宿四的伴星系统形成于约800万年前,当时两颗恒星都是主序星。伴星保持稳定,而参宿四质量更大,核聚变也更剧烈,这使得它迅速演化为红超巨星,膨胀至其轨道距离的80%。这一膨胀还导致了物质转移,也就是参宿四的外层物质被伴星“剥离”,形成环绕系统的尘埃盘。这解释了2023年黯淡原因是由尘埃云由剥离物质组成,遮挡了光线。
这一发现也引发了对参宿四何时爆发的思考,因为伴星的存在可能会加速其演化,但精确时间仍不确定,他可能在数百年到数万年内。不过爆发时它将照亮整个夜空,亮度甚至相当于满月的亮度。
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