发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　参宿四为红超巨星，最近变亮了近50%，每当参宿四发生什么事时，关于它爆炸成超新星的猜测就会激增。

　　猎户座参宿四不仅是一颗红超巨星，还是一颗半规则的脉动变星。这意味着它的亮度变化有一定的周期，尽管周期可能会有所不同。它有大约125天、400天、230天和高达2,200天的亮度变化周期，所有的这些周期都由脉动决定，使得参宿四难以被清楚地理解。

　　几年前，参宿四变暗，是因为参宿四表面喷射出物质，这些物质冷却成尘埃并阻挡了光线，这一事件称为“大暗淡（The Great Dimming）”。现在它变亮了，再次引起科学家们的注意，新的研究表明，它可能比任何人预期的更快地爆炸成超新星。这篇新论文是《从脉动周期推断参宿四的演化阶段》，第一作者是日本东北大学天文研究所的斉尾英行（Saio Hideyuki）教授。英国皇家天文学会月刊已接受该论文，该论文也可在arXiv上获得。在他们的论文中，作者表示：参宿四可能是银河系的下一颗超新星的候选者。

　　作为一颗红超巨星，参宿四已经离开了主星序。在其8到850万年漫长的主序星阶段中，它将氢融合变成氦，并将核融合中损失的质量变为能量释放出来，从而消耗了大量的氢。像参宿四这样的天体离开主序带后，进入氦融合阶段，碳在核心积聚。然后是碳融合阶段。这篇新论文的作者表明：参宿四处于碳融合阶段的晚期。

　　尽管参宿四与地球的距离相对较小（约500光年），但很难获得距离、光度、半径、零龄主星序（zero age main sequence, ZAMS）质量的严格限制，以及关于内部旋转和混合的状态，从而影响参宿四的演化情形和它何时可能爆炸。零龄主星序对于了解特定恒星的演化阶段尤为重要，它是基本的，但不是唯一影响因素。

　　碳融合有几个阶段，确定参宿四何时会成为超新星的困难部分来自于确定它处于哪个阶段。参宿四脉动、喷射物质、旋转，最重要的是，它是一颗在太空中加速的失控恒星。它与我们的距离也有争议，虽然它距离地球仅约500光年，因此可以通过适当的仪器判断距离，但其距离的不确定性仍然是深入了解的关键障碍。

　　引起大家注意的是研究中的这段话：根据下图，参宿四核心将在碳耗尽后的几十年内坍缩。这表明参宿四是下一个银河系超新星非常好的候选者。

图说：参宿四核心中不同元素丰度随时间的变化。

　　但没有引起太多关注的是论文的以下部分。研究人员写道：事实上，不可能知道确切的演化阶段，因为在接近碳耗尽的晚期，表面条件几乎没有变化。天文学家只能看到表面，但发生故事的是天体内部深处。该论文的作者实际上是在说，根据观察、数据和模型，参宿四可能比想像的更早爆炸。但是他们不知道恒星处于核心碳融合的哪个阶段。

　　但并非所有人都同意参宿四处于核心碳融合阶段。有些持相反的论点的作者说：这颗参宿四仍处于氦融合。由于核心氦融合比随后的碳融合阶段长得多，参宿四最有可能处于核心氦融合。脉动周期可能会限制半径和距离以及核心氦融合的演化状态。

　　研究人员试图确定参宿四超新星爆炸时间的另一种方法是将其周期性脉动与其模型相匹配。

　　当它最终超新星爆炸时，它不太可能像某些超新星那样产生致命的伽马射线暴，虽然它会喷出物质并产生强大的X射线和紫外线辐射，但我们距离太远而不会受到影响。相反，这将是一场全人类都能看到的烟光秀，并将永远改变猎户座。科学家说它可能会留下一颗中子星，也许是一颗可见数百万年的脉冲星。整个事件，从开始到结束，将是研究恒星演化、超新星和恒星遗蹟的前所未有的机会。科学家们将能够从爆炸开始回溯到所有已完成的研究以及所有观察和数据，并证明它们哪里是正确的，哪里是错误的。

　　超新星的冲击波将在大约10万年后到达，并且很容易被我们太阳的太阳磁层偏转。对地球的最大影响将是撞击我们高层大气的宇宙射线增加。（编译/台北天文馆施欣岚）

资料来源：Phys.org