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參宿四即將爆發(fā)？光譜分析揭開真相

2020-03-11 10:50:46來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：光譜閱讀量：4059

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】作為獵戶座亮的恒星，“冬季大三角”的一員，參宿四一直是度高的星星之一。已經(jīng)進(jìn)入暮年的參宿四即將走到超紅巨星生命的盡頭，在未來10萬年的某個(gè)時(shí)刻超新星爆發(fā)，進(jìn)行后的謝幕演出。那個(gè)時(shí)候我們可以在天空中看到兩個(gè)月亮。也因此，參宿四成為天文愛好者關(guān)注的幾顆恒星之一。

　　從去年10月底開始，參宿四的亮度突然持續(xù)變暗，很多人認(rèn)為這是參宿四即將或者甚至已經(jīng)爆發(fā)(參宿四距離643光年，這意味著即使參宿四現(xiàn)在爆發(fā)，地球上的觀察者也需要在643年后才能觀測(cè)到這一現(xiàn)象)的征兆。幾乎所有的天文愛好者都在期待這有生之年有機(jī)會(huì)可以親眼見到的天體事件，然而天文學(xué)家對(duì)此并不樂觀。

　　超新星爆發(fā)理論與恒星演化里理論都沒有將恒星持續(xù)變暗當(dāng)作超新星爆發(fā)的預(yù)兆，而現(xiàn)有的幾種理論都可以解釋參宿四亮度變暗的原因，例如超紅巨星表面的物質(zhì)被拋射出去形成塵埃云遮擋恒星的光線或者恒星內(nèi)部的強(qiáng)烈對(duì)流將溫度更高的物質(zhì)送到表面，冷卻后又回到內(nèi)部。

　　判斷這兩種假設(shè)哪一種更正確的辦法是測(cè)量參宿四的表面溫度。前一種假設(shè)參宿四的表面溫度不會(huì)發(fā)生很大改變，而后一種假設(shè)參宿四的表面溫度會(huì)比平時(shí)更低。

　　恒星的溫度一般通過恒星光譜來測(cè)量。恒星光譜中不同光譜線的強(qiáng)度會(huì)隨恒星的溫度變化而變化，在一定的溫度范圍內(nèi)，只有特定的譜線會(huì)被吸收，因此不同的光譜型可以對(duì)應(yīng)不同的溫度范圍。

　　然而想要恒星的光譜數(shù)據(jù)卻并不容易。因?yàn)楹阈堑墓馔ǔ＿^于強(qiáng)烈，儀器無法分析出詳細(xì)的光譜。為了準(zhǔn)確測(cè)定參宿四的表面溫度，華盛頓大學(xué)的天文學(xué)副教授Emily Levesque和洛厄爾天文臺(tái)的天文學(xué)家Philip Massey利用一種特殊的濾光裝置，過濾了來自參宿四的光譜信息，使研究人員可以識(shí)別出特殊的參照物——氧化鈦的光譜信號(hào)。類似參宿四這樣溫度相對(duì)較低的超紅巨星表面會(huì)產(chǎn)生并積累氧化鈦，而氧化鈦會(huì)吸收特定波長的光，在光譜中形成吸收譜線。研究人員借此就可以測(cè)量恒星表面的溫度。

　　根據(jù)2月14日的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員計(jì)算出參宿四的平均表面溫度約為3325攝氏度，與2004年的數(shù)據(jù)相比只低了50-100攝氏度。這一溫度浮動(dòng)范圍對(duì)于恒星來說幾乎可以忽略不計(jì)。而這可以排除是巨大的對(duì)流單元造成的恒星變暗。Emily Levesque和Philip Massey由此認(rèn)定參宿四的變暗是因?yàn)閴m埃云的遮擋。他們的研究成果被《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》接受并發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上。

　　光譜是我們探究宇宙奧秘重要的工具，無論是測(cè)量恒星表面溫度還是研究行星大氣成分，在人類儀器無法到達(dá)的遙遠(yuǎn)星系，只有包括可見光在內(nèi)的電磁波能夠越過漫長的距離來到地球，為人類帶來宇宙深處的信息。即使有一天人類進(jìn)入宇宙時(shí)代，光譜依然會(huì)是無可替代的幫助人類了解宇宙的儀器。

　　參考資料來源：科普中國

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