奇怪的超巨星参宿四正在变亮，它会变成超新星吗？

参宿四是一颗红巨星，位于猎户座左肩。参宿超新(图片鸣谢:Alan Dyer/VW PICS/环球图像集团via Getty Images)
（神秘的正变地球uux.cn）据美国太空网（Tereza Pultarova）：夜空中最亮的恒星之一变得越来越亮，引发人们猜测它可能很快会爆炸成为超新星。变成我们真的奇怪应该期待如此耀眼的天体奇观吗？
讨论中的恒星是参宿四，一颗巨大的巨星略带红色的恒星，位于不可错过的参宿超新猎户座左肩。参宿四距离地球大约650光年，正变通常是变成夜空中第十亮的恒星。然而，奇怪根据追踪该恒星行为的巨星Twitter账户参宿四状态，自4月初以来，参宿超新该恒星已攀升至第七位，正变目前的变成亮度超过其“正常”亮度的140%。
参宿四是一颗红巨星，这颗巨大的恒星已经燃尽了其核心的所有氢燃料，并膨胀了数百倍，超出了它最初的外壳。天文学家认为，这颗恒星现在正在将氦融合成碳和氧，这是恒星生命中持续几万到几十万年的一个阶段，是恒星在超新星爆炸中灭亡的前一个阶段。参宿四最近的古怪行为可以追溯到2019年，这让一些人猜测，它壮观的死亡时刻可能就在附近。如果参宿四爆炸，这将是400多年来最近的一次超新星爆炸，它将如此明亮，甚至在白天也能看到。
大变暗
参宿四是一颗变星，以明亮和暗淡周期之间的规则振荡而闻名。100多年来，天文学家观察到参宿四每400天变亮一次，然后亮度下降到峰值的一半左右，然后又变亮。但在2019年12月，这颗恒星出人意料地变暗，比以往任何时候都更暗，比通常最暗的亮度低2.5倍。这一事件的起因被称为“大变暗”，后来被追溯到恒星内部物质的大量排出，产生了巨大的尘埃云，随后遮蔽了我们对恒星的观察。
寿命终止
尽管参宿四已经恢复了它通常的亮度，但自从大变暗以来，这颗恒星已经完全不是它原来的样子了。它400天的亮度振荡周期已经减半至200天，除此之外，这颗恒星现在似乎正在经历让天空观察者兴奋的额外变亮。然而，Space.com采访的天文学家们正在降低对超新星的预期。
哈佛大学理论天体物理学博士后摩根·麦克劳德(Morgan MacLeod)告诉Space.com:“我们最好的模型表明，参宿四正处于其核心燃烧氦成为碳和氧的阶段，”他是最近一项关于参宿四大变暗研究的主要作者。“这意味着，如果这些模型是正确的，离爆炸还有几万年甚至十万年的时间。”
麦克劳德解释说，当恒星耗尽氢并开始在其核心融合氦时，其正常寿命就会结束，而作为红巨星的扩展寿命会持续到氦燃烧阶段之后。随着氦的消失，恒星将通过燃烧碳和氧生成氖和镁，然后燃烧成硅来维持自身。最终，恒星的核心充满了铁。这就是烟火开始的时候。
“给铁原子添加氦核实际上是提取能量，而不是释放能量，”麦克劳德说。“所以突然间，恒星的中心开始吸收能量，而不是释放巨大能量的反应。当这种变化发生时，恒星的中心会从内向外塌缩，这就导致了我们所说的核心塌缩超新星。”

凹凸不平的参宿四是已知最大的恒星之一。这里可以通过智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列看到它。(图片鸣谢:阿尔玛(埃索/纳奥伊/NRAO)/e·奥格曼/p·克韦拉)
恒星死亡的时间表
虽然恒星生命中的氢燃烧阶段可以持续数十亿年，但随后的每个阶段都越来越短。
“氦燃烧阶段长达几十万年，”米格尔·蒙塔格斯告诉Space，他是巴黎天文台空间研究和天体物理仪器实验室的天文学家，也是欧洲研究参宿四的主要专家之一。
“然后下一个阶段会持续一万年，然后几千年，然后是一个世纪，最后一个阶段只是爆炸前的几天和几小时。”
像麦克劳德一样，蒙塔格斯认为参宿四还有几千年的寿命，而且对最近意外的光亮并不关心。事实上，这颗恒星以前也曾如此明亮，他说，尽管只是短暂的时间。
“如果我们将当前的变亮与大变暗进行比较，它真的可以忽略不计，”蒙塔格说。“在大变暗期间，星等(恒星亮度的一种度量，与可见光亮度成对数反比)从0.8下降到1.75。另一方面，通常的峰值亮度约为0.3，而现在我们只有0.1左右。”
恢复正常
在5月16日发布在在线知识库Arxiv上的论文中，麦克劳德和他的同事们没有预期会出现超新星，而是预测参宿四将在未来5到10年内恢复正常，将其变亮和变暗的周期放缓至正常的400天。
“我们认为周期持续时间的变化与导致大变暗的事件有关，”麦克劳德说。“我们认为，在变暗之前，恒星内部破裂的巨大气泡导致恒星的外壳和内部向相反的方向移动，因此，恒星现在的脉动速度是正常周期的两倍。”
参宿四是一颗巨大的恒星。如果我们把它放在太阳系的中心，它会一直延伸到木星。这颗恒星的大小，加上它在我们银河系中的位置，使得天文学家能够比大多数恒星更详细地研究参宿四。
麦克劳德说:“除了我们的太阳，大多数恒星根本无法进行任何细节的研究。”“我们只把它们看作点光源。但是参宿四足够大，我们可以用哈勃太空望远镜和射电望远镜来分辨它。”

这些图像揭示了一个非常不同于我们太阳的惊人天体。参宿四不是一个光滑的超高温等离子体球体，而是一团沸腾的气泡，其中一些气泡有一颗小恒星那么大。巨大的炽热物质从参宿四的核心上升到表面，然后冷却并消失在内部。这就像大剂量类固醇下的太阳周期。每隔几个世纪，参宿四就会喷出一个巨大的气泡，随之而来的是一次巨大的变暗。但这一切并不意味着这颗恒星即将爆炸。当然，除非天文学家的假设是错误的。参宿四在2019年末和2020年初的大变暗完全出乎意料。(图片来源:ESO/M. Montargès等人)
如果参宿四将要变成超新星，我们会知道吗？
由于我们最好的望远镜的能力，天文学家可以很好地看到参宿四外层发生的事情，以至于他们可以测量恒星大气的化学成分。然而，他们无法知道恒星核心内部到底发生了什么。真的是烧氦气吗？还是已经转而融合碳了？如果是这样，我们怎么知道？
蒙塔格说，我们对参宿四的许多假设来自我们对其他红巨星的观察。例如，另一个被称为VY CMa的银河系红巨星，距离地球3900光年，位于犬星座，被认为比毕宿五更接近它的死亡时刻。但与明亮的参宿四不同，在过去的100年里，这颗恒星一直在变暗。
“一百年前，VY CMa曾经是肉眼可见的，”Montargès说，“但是它排出了如此多的物质，以至于我们现在只能在红外线下才能看到它。当恒星接近超新星爆发时，我们预期会看到这种物质的排出。VY CMa已经去除了大约60%的原始物质，而参宿四仍然有95%的原始物质
这位天文学家补充说，根据历史记录，直到2000年前，参宿四曾被描述为一颗黄色的星星，当时诗人开始将其描述为红色。蒙塔格认为，这可能表明参宿四只是处于红巨星的早期阶段。
第二个太阳
但是蒙塔格斯理解人们对参宿四可能死亡的兴奋。当这颗恒星最终爆炸时，它会成为几个月的头条新闻。
“当它发生时，这颗恒星将变得像满月一样明亮，只是它将集中在一个点上，”蒙塔杰说。“在大约两个月的时间里，它将会非常明亮，如果你关闭一个城市的所有灯，并且没有云，你将能够在超新星的光线下阅读一本书。它将会非常明亮，在白天也能看得见。白天会有另一颗星星在天空中闪耀。”
幸运的是，虽然参宿四离地球很近，但它离地球太远了，所以它的爆炸不会对我们造成危险。据EarthSky报道，天文学家认为，一颗巨星必须在距离我们星球160光年的范围内爆炸，我们才能感受到爆炸的影响。
银河系中已知的最后一颗爆发的超新星是SN 1604，也被称为开普勒超新星。它是以天文学家约翰尼斯·开普勒的名字命名的，他在他的书《新星》中描述了它
根据历史记录，这颗超新星距离地球的距离是参宿四的30倍，在白天的三个多星期里仍然可见。
蒙塔格预计参宿四将很快回到它的极限范围内。在接下来的几个月里，这颗恒星将看不到，因为它离太阳太近了。天文学家将不得不等到夏末来检查它的进展。
“如果到了9月，它仍然像现在一样亮，或者更亮，那么我们应该开始想知道发生了什么，”蒙塔杰说。“但从我的角度来看，我不认为现阶段它有那么有趣。”

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