模擬參宿四的快照顯示了對流如何主宰其表面（右）藍色斑塊顯示了參宿四遠離地球的區域，紅色區域是朝向地球移動的區域 。（圖片來源：MPA/Ma、JingZe等）
據美國太空網（Robert Lea）：最近對獵戶座參宿四的觀測為這顆紅超巨星揭開了神秘面紗 。他們認為，它的自轉速度比其大小的恒星所能達到的速度要快得多 。
現在，由馬博士生領導的馬克斯·普朗克天體物理研究所的一個團隊可能會解釋為什么參宿四旋轉得如此之快 。研究人員說，也許這實際上是恒星劇烈沸騰表面產生的幻覺 。
馬和他的同事們認為 ， 即使是最先進的望遠鏡，這顆恒星冒泡的表面也可能被誤認為是自轉 。這一錯誤可能會導致觀察者認為，距離地球500至600光年的參宿四的自轉速度似乎比如此巨大的恒星所能達到的速度還要快 。
馬告訴Space.com：“對大多數人來說，恒星只是天空中的發光點 。我們的研究結果再次強調 ， 像參宿四這樣的恒星在表面有著如此劇烈的沸騰運動，我們可以在望遠鏡中看到這些運動 。”
參宿四是一顆臭名昭著的紅超巨星，最近因其變暗導致科學家猜測它可能即將爆炸而成為頭條新聞 。
塞爾瑪·德·明克說：“大多數恒星都只是夜空中的微小光點 。參宿四非常大，而且非常近，用最好的望遠鏡 ， 它是我們真正觀察和研究其沸騰表面的極少數恒星之一 。”，該研究的合著者、馬克斯·普朗克天體物理研究所所長在一份聲明中說 。“它仍然有點像科幻電影，就好像我們去那里近距離觀看一樣 。結果非常令人興奮 。”
參宿四，參宿四！
參宿四是地球上北半球最亮的恒星之一，這意味著它被充分研究——但正如對其變暗的觀察所表明的那樣 ， 這并不意味著它不能帶來驚喜 。
參宿四直徑超過6.2億英里（10億公里），比太陽大1000多倍，是已知宇宙中最大的恒星之一 。如果太陽和參宿四互換，紅超巨星被放置在太陽系的中心，它將吞噬水星、金星、地球和火星，其大氣層將一直延伸到木星軌道 。
這樣的大質量恒星預計會有相對穩定的自轉速度 。這是因為當恒星在紅巨星階段“膨脹”并膨脹時 ， 角動量守恒表明它們的自轉應該會減慢 。這類似于地球上的滑冰運動員放下并展開手臂來減緩旋轉 。
然而，最近對參宿四的觀測，特別是使用位于智利北部的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）進行的觀測，表明參宿四正在以每小時11200英里（每秒5公里）的速度旋轉 。這大約是噴氣式戰斗機的八倍快 。
將一顆不旋轉的紅超巨星與參宿四的模擬觀測和實際觀測進行比較 。（圖片來源：MPA/Ma，Jing Ze等2024）
ALMA是一個由66個無線電天線組成的天文臺，它們共同構成一臺望遠鏡 。ALMA的一項調查顯示，雖然參宿四的一半似乎正在接近地球，但另一半似乎正在后退 。正是這張位于參宿四外層的所謂“偶極徑向速度圖” ， 科學家們將其解釋為快速旋轉 。
然而，這項新研究的研究人員指出，這種解釋取決于參宿四被認為是一個完美的圓形球體，而事實并非如此 。這顆紅超巨星的表面充滿了沸騰的氣泡 。事實上，其中一些氣泡的大小相當于地球繞太陽的整個軌道 。這些氣泡由一種稱為對流的傳熱機制提供動力，其上升和下降速度高達67000英里/小時（30公里/秒），大約是阿爾忒彌斯任務的載人飛船獵戶座航天器的三倍 。
為了分析這張參宿四的精確氣泡圖 ， 該團隊開發了一個新的后處理計算機包來模擬合成的ALMA圖像，并將其與非旋轉紅超巨星的3D輻射流體動力學模擬進行比較 。這表明，當另一個星團落在參宿四的另一側時 ， 一團沸騰的氣泡在參宿六的一側上升 ， 將產生偶極徑向速度圖 。該團隊表示，在實際的ALMA觀測中，這種對流會變得模糊，使其與快速旋轉無法區分 。
事實上，研究人員發現，在大約90%的模擬中，參宿四會被解釋為以每小時數萬英里的速度旋轉，因為這顆紅超巨星表面有大規模的沸騰 。然而，如果團隊的建模錯誤，可能還有其他解釋 。例如，這可能表明這顆紅超巨星很久以前就進行過恒星自相殘殺 。
德明克補充道：“如果參宿四畢竟在快速旋轉，那么我們認為它一定是在吃掉一顆圍繞它運行的小伴星后旋轉起來的 。” 。
該團隊現在將利用對參宿四的進一步觀測來評估其旋轉速度，并更好地了解其沸騰表面如何影響這些測量 ， 從而對他們的模型進行測試 。
研究合著者、CNRS天文學家Andrea Chiavassa說：“對于像參宿四這樣的巨大沸騰恒星，我們仍然有很多不了解的地方 。它們到底是如何工作的？它們是如何失去質量的？它們的外流中可以形成什么分子？為什么參宿四突然變得不那么亮了？” 。“我們正在努力使我們的計算機模擬越來越好，但我們確實需要ALMA等望遠鏡提供的令人難以置信的數據 。”
該團隊的研究于2月發表在《天體物理雜志快報》上 。
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