參宿四的野外表面似乎讓我們的望遠(yuǎn)鏡感到困惑

垂死的恒星有一些奇特之處參宿四.

是的，有整個(gè)打噴嚏的事情。那已經(jīng)現(xiàn)在差不多解決了.但在2019年的“大變暗”之前，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這顆巨星更奇特的東西。對它不斷變化的光線的無線電測量表明它正在旋轉(zhuǎn)5 公里（3.1 英里）每秒。

最大的問題是，從理論上講，參宿四年份的恒星的最大旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該至少低兩個(gè)數(shù)量級。所以，天文學(xué)家想知道，到底給了什么？

好吧，根據(jù)新的研究，這可能是一個(gè)很大的老花樣涂鴉。由德國馬克斯·普朗克天體物理研究所的天體物理學(xué)家馬景澤領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，參宿四的沸騰表面可能非常混亂，以至于產(chǎn)生了快速旋轉(zhuǎn)的錯(cuò)覺。

恒星的自轉(zhuǎn)是通過仔細(xì)分析來自恒星兩側(cè)的光的差異來測量的。來自恒星一側(cè)的光線向視圖（即我們）移動(dòng)，得到一點(diǎn)推動(dòng)力，將其壓向光譜的藍(lán)色端，而來自遠(yuǎn)離我們的一側(cè)的光則被拉伸到紅色端。

科學(xué)家可以測量這種藍(lán)移和紅移的振幅，以確定恒星的旋轉(zhuǎn)速度。好吧，無論如何，一個(gè)典型的安靜的明星。問題是參宿四并不安靜。它正處于其生命周期的紅超巨星階段;它的核燃料已經(jīng)用完了，并且已經(jīng)膨脹到一個(gè)巨大的尺寸，表面對流翻騰。

熱材料起泡、冷卻并下降。這也發(fā)生在太陽上，對流單元德克薩斯州的大小，但參宿四的過程要猛烈得多，對流單元可以與地球圍繞太陽的軌道一樣大（參宿四足夠大延伸到木星的軌道).

馬和他的同事想知道這種對流是否可以為我們之前在阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）觀測中解釋的超快旋轉(zhuǎn)提供另一種解釋 - 因此他們轉(zhuǎn)向3D模擬。

他們創(chuàng)造了像參宿四這樣的紅超巨星模型，這些恒星由巨大的對流控制，不旋轉(zhuǎn)，然后將結(jié)果處理為ALMA的綜合觀測值。

他們的模擬顯示，巨大的對流單元在紅超巨星的一側(cè)上升，而另一個(gè)星團(tuán)則坍塌并在另一側(cè)向內(nèi)墜落。ALMA沒有分辨率來識(shí)別這些對流細(xì)胞;相反，來自望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)看起來與旋轉(zhuǎn)非常相似。

事實(shí)上，研究人員表明，在90%的模擬中，使用ALMA進(jìn)行的觀察看起來像是以每秒幾公里的速度旋轉(zhuǎn)。

這并不是參宿四沒有以超快速度旋轉(zhuǎn)的鐵證，盡管它確實(shí)表明我們無法根據(jù)我們目前手頭的數(shù)據(jù)得出結(jié)論。但是已經(jīng)進(jìn)行了更多的高分辨率觀測，并且正在處理和分析中。這些應(yīng)該能給我們提供更多線索，讓我們知道這顆恒星到底在做什么。

無論哪種方式，結(jié)果都會(huì)很有趣。如果參宿四像一個(gè)瘋狂的旋渦一樣旋轉(zhuǎn)，這可能意味著這顆紅超巨星通過吞噬一顆較小的伴星而獲得了旋轉(zhuǎn)。如果它的旋轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了在解釋我們收集的不穩(wěn)定恒星數(shù)據(jù)時(shí)更加謹(jǐn)慎。

“關(guān)于參宿四這樣的巨型沸騰恒星，我們還有很多不了解的地方，”天文學(xué)家安德里亞·基亞瓦薩（Andrea Chiavassa）說法國國家科學(xué)研究中心。

“它們到底是如何工作的？他們是如何失去質(zhì)量的？流出時(shí)會(huì)形成哪些分子？為什么參宿四突然變得不那么明亮了？我們正在努力使我們的計(jì)算機(jī)模擬越來越好，但我們真的需要來自ALMA等望遠(yuǎn)鏡的令人難以置信的數(shù)據(jù)。

該團(tuán)隊(duì)的研究已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志快報(bào).

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