參宿四吞噬了一顆更小的恒星嗎？

發表于 2025-12-08 13:52:03 來源：桑間濮上網

該研究中的圖是模擬合并產生的質量損失的再現。從左到右，吞噬從上到下，顆更它們顯示了合并后7、恒星10、參宿14、吞噬21、顆更27和40天的恒星氣體。紅色是參宿密度最大的氣體，藍色是吞噬密度最小的。致謝:uux.cn/Shiber等人，顆更2023年
（神秘的恒星地球uux.cn）據今日宇宙（埃文·高夫）：參宿四是怎么回事？近年來，由于它的參宿亮度發生了幾次顯著的變化，它成為了許多頭條新聞。吞噬今年早些時候，顆更這顆紅色超巨星變亮了近50%，引發了它可能成為超新星的猜測。
但是新的研究表明參宿四發生了一些完全不同的事情，與它最近的波動無關。它可能吞噬了一顆較小的伴星。
聽著，當一顆像參宿四這樣的恒星變亮和變暗到如此大的程度，人類一定會注意到。這是因為它是一顆紅色超巨星，肯定會爆炸成為超新星。但是沒有必要跑出去給我們的防護頭套買更多的錫紙。它離我們太遠了，傷害不了我們，但會是一場精彩的燈光秀。
不幸的是，對于我們所有人心中的奇觀探索者來說，這顆恒星最近的光度波動并不意味著它的爆炸和毀滅即將來臨。相反，這些變化被歸因于塵埃云和恒星的定期脈動。
一些新的研究無法解釋參宿四最近的波動，但它表明我們的超級巨星鄰居在過去發生了其他事情。發布到arXiv預印服務器上的新研究題為“參宿四是一顆大質量恒星與伴星的合并”主要作者是路易斯安那州立大學物理和天文系的Sagiv Shiber。
但是參宿四有伴星嗎？
“大部分大質量恒星都存在于雙星系統中，這一點已經確定，”作者寫道。他們中的許多人將在進化過程中的某個時刻經歷二元互動。有時，雖然很少，恒星可以合并。這就是參宿四孤獨的原因嗎？
當合并發生時，很大程度上取決于恒星各自的質量。可能會有短暫的“合并爆發”，質量損失，以及其他現象。
這都是通過新研究中的模擬來確定的。研究人員模擬了一顆16太陽質量的恒星和一顆較小的4太陽質量的恒星之間的合并。(參宿四的質量在16到19個太陽質量之間。)模擬顯示，隨著恒星越來越靠近，并共享一個共同的外殼，最終小恒星與主恒星的氦核合并。“伴星最終陷入主星的外殼，導致它旋轉并隨后與氦核合并，”作者解釋道。這導致了軌道能量和熱能的交換。最終，它觸發了一個強大的脈沖，從核心穿過主星的外殼。
但不止于此。有時，它還會引發質量損失。這是因為合并導致的重力能量釋放。這種能量必須以某種方式表達出來，它被轉化為動能，驅使高速質量流離開初級粒子。在該小組的模擬中，質量損失高達0.6個地球質量。
但是當談到參宿四時，過去某個時候合并的證據可能在恒星的自轉中。它以大約5.5千米/秒的速度旋轉。作為參考，我們的太陽大約以每秒2公里的速度自轉。“例如，對參宿四的研究表明，一顆質量約為15 ~ 17米地球質量的主序前大質量恒星和一顆質量約為1 ~ 4米地球質量的低質量主序伴星之間的合并可以解釋其隱含的高旋轉速率，”論文指出。
這一合并并沒有中斷主星向紅巨星(RSG)階段的演化。但是它確實噴射物質，通常是通過極地的流出。這種氣體可以以200-300千米/秒的速度傳播，這是合并爆發事件的特征。
在V838 Monocerotis中有這種合并的先例。這可能是一顆發光的紅色新星，是兩顆恒星合并引起的恒星爆炸。直到2002年，它突然變亮，并在合并后的一段時間內成為最大的已知恒星之一。2007年的一篇論文得出結論，合并爆發是V838 Monocerotis變亮和膨脹的唯一解釋。
參宿四也是這樣嗎？它是否與一個更小的伴星合并并消耗掉，不留痕跡？它隱含的自轉速率支持這個結論，恒星的化學成分也是如此。
這項研究無法得出那個結論，但它有明顯的可能性。有很多天體物理學家還不知道這些合并及其影響。恒星外殼和最終公共外殼的大小會影響幸存的主恒星最終的旋轉速度。質量損失的數量，可以消除不同數量的動能，所以有很多。
作者在理解這些事件方面取得了一些進展，但他們需要改進的方法和工具來更完整地理解它們。
他們寫道:“通過深入研究恒星合并的物理學，我們旨在增進我們對大質量恒星演化、超新星前身的屬性以及合并在塑造天體物理瞬態景觀中的作用的理解。”
沒有跡象表明這種合并，如果發生的話，與參宿四最近的波動直接相關，或者與它最終作為超新星的爆炸直接相關。但總有一天，參宿四會爆炸。如果人類持續足夠長的時間，那么許多未來的科學家將有幸目睹整個過程。那么我們可能最終會有答案。
但是現在，紅色超巨星不斷制造頭條新聞。

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