紅巨星參宿四的明顯亮度變化很可能是受一顆軌道伴星的影響
最新研究結果表明,參宿四的亮度波動–之前被認為是其即將爆炸的信號–是由一顆伴星引起的,這顆伴星通過清除宇宙塵埃影響了參宿四的可見度。夜空中第10亮的恆星參宿四可能並不是即將爆炸的超新星, 相反,最近的研究表明,參宿四星光的脈動很可能是由於圍繞它運行的一顆看不見的伴星的存在。
這顆伴星被天文物理學家賈里德-戈德堡(Jared Goldberg)非正式地稱為”Betelbuddy”,它的正式名稱是Alpha Ori B。當它繞著參宿四運行時,它就像掃雪機一樣,清除掉通常會阻擋部分光線的塵埃,使參宿四暫時顯得更亮。 戈德伯格和他的團隊在即將發表於《天文物理學雜誌》(Astrophysical Journal)的論文中詳細介紹了他們對這個過程的模擬。
研究的第一作者、Flatiron 研究所計算天體物理學中心研究員戈德伯格說:”我們排除了所有我們能想到的內在變異源,以解釋為什麼會以這種方式發生變亮和變暗。唯一符合的假設似乎是參宿四有一個伴星。
戈德伯格與懷俄明大學的梅里迪斯-喬伊斯(Meridith Joyce)和匈牙利HUN-REN天文和地球科學研究中心孔科里天文台的拉斯洛-莫爾納爾(László Molnár)共同撰寫了這篇研究報告。
貝特宙斯和貝特兄弟的圖形描述。 資料來源:露西-雷丁-伊坎達/西蒙斯基金會
參宿四是一顆紅巨星,亮度大約是太陽的10 萬倍,體積是太陽的4 億倍。 這顆恆星的壽命即將結束,當它死亡時,爆炸產生的亮度將足以在白天看到數週。
天文學家可以透過”檢查它的脈搏”來預測參宿四何時死亡。 參宿四是一顆變星,這意味著它時亮時暗,像心跳一樣脈動。 就參宿四而言,它有兩個心跳:一個脈衝時間尺度略長於一年,另一個脈衝時間尺度約為六年。
其中一個心跳是參宿四的基本模式,這是恆星本身固有的亮暗模式。 如果這顆恆星的基本模式是它的長尺度心跳,那麼參宿四可能會比預期的更早爆炸。 但是,如果它的基本模式是短尺度的心跳,就像一些研究表明的那樣,那麼它的長心跳就是一種稱為長次級週期的現象。 在這種情況下,這種較長時間的變亮和變暗將由恆星的外部因素引起。
描述Betelbuddy 如何影響參宿四視亮度的資訊圖表。 資料來源:Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation
科學家仍然無法確定是什麼原因導致了漫長的次要週期,但一種主要的理論認為,當一顆恆星的伴星繞著它旋轉,並穿過恆星產生和排出的宇宙塵埃時,就會產生漫長的次級週期。 移位的塵埃改變了星光到達地球的程度,從而改變了恆星的表觀亮度。
研究人員探討了是否有其他過程可能導致了較長的次要週期,例如恆星內部的攪動或恆星強大磁場的週期性變化。 在將對參宿四的直接觀測數據與模擬恆星活動的先進電腦模型相結合後,研究小組得出結論,參宿四是迄今為止最有可能的解釋。
戈德伯格說:”其他的都不成立。基本上,如果沒有Betelbuddy,那就意味著有更奇怪的事情發生了–用目前的物理學無法解釋的事情。”
研究小組尚未確定”Betelbuddy”到底是什麼,但他們認為這是一顆質量高達太陽兩倍的恆星。
喬伊斯說:”除了提供質量和軌道限制外,很難說伴星究竟是什麼。類似太陽的恆星是最有可能的伴星類型,但這絕非定論。我個人喜歡的一個更奇特的假設是,伴星是一顆中子星–一顆已經變成超新星的恆星的核心。找找。
參宿四在獵戶座中的位置。 圖片來源:Lucy Reading-Ikkanda/Simons 基金會
接下來,研究小組將扮演”狗仔隊”的角色,試圖用望遠鏡捕捉到Betelbuddy 的圖像,因為在12 月6 日前後可能會有一個能見度窗口。
莫爾納爾說:”我們需要證實貝特萌確實存在,因為我們的結果是基於推斷,而不是直接探測。因此,我們現在正在研究觀測方案。”
研究人員指出,這項研究只有透過團隊科學才能實現。
喬伊斯說:”如果沒有我們每個人從非常不同的角度考慮這個問題–拉斯洛是天基觀測和數據分析方面的專家,賈里德是研究和模擬大質量恆星的專家,而我自己是一維建模專家–這項工作就不可能完成。
研究小組也很高興能獲得關於一個研究已久的天體的新資訊。
參宿四自現代天文物理學誕生以來一直是無數研究的目標,莫爾納爾說。 “然而,我們仍然有機會取得重大的新發現:在這種情況下,一顆類似太陽的恆星就隱藏在眾目睽睽之下,隱藏在紅超巨星的巨大強光之中。 這正是最令我興奮的地方。
編譯自/ SciTechDaily