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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：4100

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】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10萬年的某個時刻超新星爆發(fā)，進行后的謝幕演出。那個時候我們可以在天空中看到兩個月亮。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會可以親眼見到的天體事件，然而天文學(xué)家對此并不樂觀。

　　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)部的強烈對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發(fā)生很大改變，而后一種假設(shè)參宿四的表面溫度會比平時更低。

　　恒星的溫度一般通過恒星光譜來測量。恒星光譜中不同光譜線的強度會隨恒星的溫度變化而變化，在一定的溫度范圍內(nèi)，只有特定的譜線會被吸收，因此不同的光譜型可以對應(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。因為恒星的光通常過于強烈，儀器無法分析出詳細(xì)的光譜。為了準(zhǔn)確測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，使研究人員可以識別出特殊的參照物——氧化鈦的光譜信號。類似參宿四這樣溫度相對較低的超紅巨星表面會產(chǎn)生并積累氧化鈦，而氧化鈦會吸收特定波長的光，在光譜中形成吸收譜線。研究人員借此就可以測量恒星表面的溫度。

　　根據(jù)2月14日的觀測數(shù)據(jù)，研究人員計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。這一溫度浮動范圍對于恒星來說幾乎可以忽略不計。而這可以排除是巨大的對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為塵埃云的遮擋。他們的研究成果被《天體物理學(xué)雜志快報》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。即使有一天人類進入宇宙時代，光譜依然會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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