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参宿四即将爆发?光谱分析揭开真相

  作为猎户座最亮的恒星,“冬季大三角”的一员,参宿四一直是知名度高的星星之一。已经进入暮年的参宿四即将走到超红巨星生命的尽头,在未来10万年的某个时刻超新星爆发,进行最后的谢幕演出。那个时候我们可以在天空中看到两个月亮。也因此,参宿四成为天文爱好者最关注的几颗恒星之一。
 
  从去年10月底开始,参宿四的亮度突然持续变暗,很多人认为这是参宿四即将或者甚至已经爆发(参宿四距离643光年,这意味着即使参宿四现在爆发,地球上的观察者也需要在643年后才能观测到这一现象)的征兆。几乎所有的天文爱好者都在期待这有生之年唯一有机会可以亲眼见到的极端天体事件,然而天文学家对此并不乐观。
 
  超新星爆发理论与恒星演化里理论都没有将恒星持续变暗当作超新星爆发的预兆,而现有的几种理论都可以解释参宿四亮度变暗的原因,例如超红巨星表面的物质被抛射出去形成尘埃云遮挡恒星的光线或者恒星内部的强烈对流将温度更高的物质送到表面,冷却后又回到内部。
 
  判断这两种假设哪一种更正确的办法是测量参宿四的表面温度。前一种假设参宿四的表面温度不会发生很大改变,而后一种假设参宿四的表面温度会比平时更低。
 
  恒星的温度一般通过恒星光谱来测量。恒星光谱中不同光谱线的强度会随恒星的温度变化而变化,在一定的温度范围内,只有特定的谱线会被吸收,因此不同的光谱型可以对应不同的温度范围。
 
  然而想要恒星的光谱数据却并不容易。因为恒星的光通常过于强烈,仪器无法分析出详细的光谱。为了准确测定参宿四的表面温度,华盛顿大学的天文学副教授Emily Levesque和洛厄尔天文台的天文学家Philip Massey利用一种特殊的滤光装置,过滤了来自参宿四的光谱信息,使研究人员可以识别出特殊的参照物——氧化钛的光谱信号。类似参宿四这样温度相对较低的超红巨星表面会产生并积累氧化钛,而氧化钛会吸收特定波长的光,在光谱中形成吸收谱线。研究人员借此就可以测量恒星表面的温度。
 
  根据2月14日的观测数据,研究人员计算出参宿四的平均表面温度约为3325摄氏度,与2004年的数据相比只低了50-100摄氏度。这一温度浮动范围对于恒星来说几乎可以忽略不计。而这可以排除是巨大的对流单元造成的恒星变暗。Emily Levesque和Philip Massey由此认定参宿四的变暗是因为尘埃云的遮挡。他们的研究成果被《天体物理学杂志快报》接受并发表在预印本网站arXiv上。
 
  光谱是我们探究宇宙奥秘最重要的工具,无论是测量恒星表面温度还是研究行星大气成分,在人类仪器无法到达的遥远星系,只有包括可见光在内的电磁波能够越过漫长的距离来到地球,为人类带来宇宙深处的信息。即使有一天人类进入宇宙时代,光谱依然会是无可替代的帮助人类了解宇宙的仪器。

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