NASA:紅色超巨星大規模爆發 史無前例

【2022年08月12日訊】(記者李言綜合報導)美國航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡等捕捉到的信息顯示,獵戶座紅色超巨星參宿四(Betelgeuse)經歷了一次大規模恆星爆發。天文學家們說,這樣的爆發以前從未見過。

參宿四位於獵戶座左上角,像紅色寶石一樣閃閃發光。2019年,這顆恆星經歷了一次意外的變暗,因而引起人們注意。2020年,這顆超巨星繼續變暗。

一些科學家當時推測,這顆恆星將作為一顆超新星爆炸。從那時起,他們就一直在對其進行實時監測,以確定它發生了什麼。

現在,天文學家分析了來自NASA的哈勃太空望遠鏡和其它天文台的數據。他們認為這顆恆星經歷了一次巨大的表面質量噴射,以至於失去其可見表面的很大一部分。

「我們以前從未見過恆星表面(如此)大規模質量拋射。」馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學和史密森學會天體物理中心的天體物理學家安德里亞‧杜普里(Andrea Dupree)在一份聲明中說,人類對於這一現象還「不完全了解」。

我們的太陽經常經歷日冕物質拋射(CME)。在這種情況下,恆星部分外部大氣釋出,形成所謂的「日冕」。如果這種太空氣象襲擊到地球,可能會對基於衛星的通信和電網產生影響。

但是參宿四經歷的表面質量拋射所釋放的質量是太陽典型日冕質量拋射的四千多億倍。

天文學家以前從未見過一顆恆星失去如此多的可見表面,這表明表面質量拋射和日冕質量拋射可能是兩種非常不同的東西。

「這是一個全新的現象,我們可以通過哈勃直接觀察到表面細節。我們正在實時觀察恆星演變。」杜普里在聲明中說。

紅超星爆炸後自行修復

通過觀察參宿四及其不同尋常的演變過程,天文學家能夠了解恆星在其生命晚期會發生什麼。

在燃燒完核心燃料後,參宿四膨脹的比例已經相當巨大,成為一顆紅超星。此時,這顆巨大的恆星直徑為10億英里(16億公里)。部分科學家認為,最終,它將作為一顆超新星發生爆炸。

杜普里等天文學家研究了這顆恆星在此次大規模爆發前、爆發中和爆發後的表現,試圖了解發生了什麼。

科學家們認為,來自該恆星內部的一個直徑超過100萬英里(160萬公里)的對流羽流產生了震動和脈動,並引起噴發,這顆恆星因而失去一大塊外殼,名為「光球」,即恆星向外輻射出光線的區域。

獵戶座的光球體被釋放到太空中,它的重量是月球的幾倍。隨著質量冷卻,它形成了一個巨大的塵埃雲,並阻擋了地球上的望遠鏡所觀察到的恆星光芒。

參宿四是地球夜空中最亮的恆星之一。所以,在它持續幾個月變暗時,通過天文台和後院的望遠鏡都能看到。

天文學家測量參宿四的生命周期已有200年了。這顆恆星基本上是每400天重複一次周期性變暗和變亮。但這一脈搏目前已經停止,證明這次爆發的後果有多嚴重。

杜普里認為,這顆恆星內部驅動上述脈搏的對流細胞仍在回蕩著爆炸的聲音,這就像洗衣機在即將完成洗滌任務時由於浴缸尚未停下的轉動而產生晃動一樣。

「參宿四現在繼續做一些極不尋常的事情」,杜普里說,「內部正在進行某種反彈。」

天文學家表示,恆星在生命後期通過核聚變燃燒而失去的質量會影響它們的生存。但即使是失去大量的表面質量,參宿四也沒有顯示要爆炸解體的跡象。

望遠鏡數據顯示,隨著參宿四慢慢恢復,這顆恆星的外層已經恢復正常,光球層正在重建。

之後,研究人員將通過詹姆斯‧韋伯望來進一步觀察從這顆恆星上噴出的質量。該望遠鏡可以通過其它不可見紅外光向人們揭示更多的線索。◇

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