令人费解的参宿四到底会不会在我们有生之年爆炸？

一颗明亮的黄色恒星，闪耀的费解光线在它的两侧形成一个小“+”，悬挂在一个丰富的参底、深蓝色的宿到生、几乎是年爆黑色的天空的中心。较暗的令人星星遍布各处。参宿四的费解图像由六次曝光加上衍射尖峰组成。(图片鸣谢:Alan Dyer/VW pics/环球图像集团via Getty Images)
（神秘的参底地球uux.cn）据美国太空网（伊丽莎白·豪厄尔）：一项新的未发表的研究在互联网上掀起波澜，声称夜空中最亮的宿到生恒星之一可能在我们有生之年死于一次壮观的爆炸。
这项研究目前可在网上预印的年爆serverarXiv上获得，它推测红巨星参宿四，令人猎户座的费解左肩，也被称为阿尔法猎户座，参底其核心可能还剩不到三百年的宿到生燃料。当恒星燃烧完最后几滴时，年爆其核心将坍缩成一个黑洞，并在这个过程中以每秒25，000英里(40，000公里)的巨大速度炸开恒星的外层。这种炽热的消亡被天文学家称为超新星爆炸，对于参宿四来说，这将是地球上观测者的壮观景象。由于这颗恒星距离地球只有650光年，这些气体和尘埃层将在我们的天空中闪耀几周，就像满月一样明亮。
问题是大多数天文学家认为参宿四还没有准备好爆炸。那么是什么让这篇新论文背后的研究人员有不同的想法呢？
参宿四无疑是一颗红巨星，它已经耗尽了主要燃料氢，现在正在将核心的氦融合成更重的元素。恒星耗尽氢的时刻是不容错过的。缺少氢的恒星需要投入额外的能量来点燃氢聚变过程中产生的氦，这迫使它们膨胀到原来大小的几十倍。在这个过程中，它们也变得更冷、更红。
天文学家知道参宿四很大。如果它位于我们太阳系的中心，其外层大气中灼热的气体会到达足以吞没木星的地方。然而，参宿四的确切宽度很难测量。这是因为参宿四不是一个光滑的等离子球，而是一团被喷出的尘埃云包裹着的沸腾气泡。因此测量它的直径并不容易，然而，确定参宿四剩余寿命的案例取决于恒星的大小。
在这项新的有争议的研究中，由日本东北大学的Hideyuki Saio领导的一组天文学家提出，参宿四比大多数研究人员认为的要大。这是可能的，因为我们知道参宿四会有规律地脉动——膨胀和收缩，变暗和变亮。最明显的是，参宿四的亮度每420天上下波动一次。天文学家将这种明亮归因于恒星外壳(或大致球形的外部区域)的周期性膨胀，这种现象被称为基模。

整幅图像中有数以千计的星星，深紫色的背景不一致地逐渐变成黑色。少数异常明亮的恒星在右下角和正上方闪耀。猎户座头部的区域，巨大的λ猎户座星云环绕着顶部的梅萨星，参宿四(左)和贝拉特里克斯(右)在底部。(图片鸣谢:Alan Dyer/VW pics/环球图像集团via Getty Images)
参宿四的行为中还有其他的怪癖，也经常出现，天文学家将其归因于垂死恒星内部发生的额外湍流过程。其中一个额外的变化以2200天为周期，天文学家对此没有解释。因此，由Saio领导的团队提出，这种2200天的振荡实际上可能代表了参宿四的主要脉动模式，而420天的亮度变化可能是次要的异常现象。
然而，Saio在一封电子邮件中告诉Space.com，这种情况需要参宿四宽三分之一才能让这些进化模型发挥作用。
“要将2200天的周期解释为基模，需要比用基模拟合420天[周期]大得多的半径，”Saio在一封电子邮件中写道。“一个更大的半径和一系列观测到的表面温度意味着参宿四的内在亮度比以前认为的要高。”
但是，参宿四要像模型要求的那样宽，还必须处于其生命的后期阶段，已经燃烧氦，转而依靠碳运行，碳来自先前氦原子的聚变。一颗红巨星燃烧的是氦还是碳，这对于它的剩余寿命有很大的影响。红巨星生命中的氦燃烧阶段持续数万年。当碳燃烧开始时，至少从宇宙的角度来看，末日即将来临，可能在几千年内到来。
Saio写道:“虽然我们现在无法确定到底还有多少碳，但我们的进化模型表明，碳枯竭将在不到300年的时间内发生。”“碳耗尽后，可能几十年后会发生更重元素的融合，此后中心部分会坍塌，发生超新星爆炸。”
这肯定会让天文爱好者兴奋不已。最近一次附近的恒星变成超新星是在1604年。虽然每天都有恒星在宇宙中的某个地方爆炸，但它们中的大多数都太远了，没有强大的望远镜是看不到的。
但问题依然存在:除了模型，还有什么能让Saio和他的同事们认为参宿四比其他天文学家认为的要大？

2019年12月参宿四的甚大望远镜视图。(图片鸣谢:欧洲南方天文台)
在他们的论文中，研究人员指出了参宿四大小的两种测量方法来支持他们的理论。但这正是这篇论文招致其他天文学家批评的地方。
Miguel Montargès是巴黎天文台空间研究和天体物理仪器实验室的博士后研究员，他根据智利甚大望远镜的观测结果发表了关于参宿四的论文，他在早些时候的一次采访中告诉Space，“在参宿四的数十次测量中，[Saio和他的同事]只选择了两次。”
匈牙利布达佩斯Konkoly天文台的天文学研究员拉斯洛·莫尔纳尔也发表了几篇关于参宿四的论文，他说，Saio和他的同事选择的支持他们理论的测量结果很可能受到恒星周围的尘埃和气体云的影响，这些尘埃和气体云使参宿四看起来更大。
“如果我们看着太阳，我们会看到一个轮廓分明的表面，边缘非常清晰，”莫尔纳尔在一封电子邮件中告诉Space.com。“但参宿四是一颗红色超巨星，非常蓬松，光球，我们称之为它的‘表面’，隐藏在多层分子气体和尘埃云之下。”
这些物质的剧烈排斥是红巨星的典型特征。在参宿四的情况下，天文学家在2019年观察到一个这样的大质量云从恒星内部出现，导致恒星暂时变暗。
莫尔纳尔和他的团队对参宿四的大小进行了自己的测量，这与大多数科学家的想法更加一致。
Saio论文的发表恰逢参宿四异常变亮，导致一些爱好者推测该恒星可能即将爆炸。但是莫尔纳尔和蒙塔格斯都不相信。蒙塔格斯说，参宿四实际上太亮了，不会处于垂死挣扎的状态，因为物质的驱逐通常会使较老的红巨星逐渐变暗。相反，参宿四尽管有规律的脉动，但至少在过去的100年里，它一直是我们天空中十大最亮的恒星之一。
这篇论文还没有经过同行评议和发表，所以它的一些缺点可能会在正式发表之前得到解决。

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