如何在注定毁灭的恒星表面,"生命"比理论预测的更长

作者: Uliana S

如何在注定毁灭的恒星表面,"生命"比理论预测的更长-1
ALMA 捕捉到 Betelgeuse 星的惊人图像。图像来源:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/W. Dent 等.

参宿四是猎户座中的一颗红超巨星,是其类型中最接近、最明亮的恒星之一。它的角尺寸使得现代仪器可以观测其表面细节。在2023年八月,天文学家将ALMA天线阵列以最长配置对准它,达到了高达7毫角秒的分辨率。这使得我们能够以前所未有的清晰度窥视距离恒星1–2个半径处的大气层。

毫米和亚毫米波段的连续辐射显示,在这些波长下,恒星的主要"表面"是一个光学厚的光球层,半径约为光学光球层的1,1–1,3。其平均温度约为2300开尔文。然而,在这个相对平坦的背景上,有两个更热的区域:一个在东北部,一个在西南部。其中最亮的是东北部区域,比周围等离子体热约800开尔文。当科学家将新数据与2015年ALMA在类似波长上的观测进行比较时,发现这个热区的位置和强度几乎不变。该结构至少持续了七年。

这种稳定性让研究人员感到惊讶。红超巨星中的大规模对流模型预测,上升的热气体巨型单元应该存在时间短得多。热斑似乎与这些单元产生的冲击波有关,冲击波将能量抛向外层。同时,光球层本身并非球形:半径偏差达到正负百分之六。微弱的辐射延伸得更远——直到恒星半径的2,5倍,与氧化硅和一氧化碳分子的团块状辐射尺度一致。

气体包层在七年内发生了显著变化,但在发射线或吸收线中未发现恒星自转的迹象。热区位于假定的极点附近,这可能表明极地区域存在更稳定的对流。

由W.R.F. Dent领导的科学家团队进行的研究结果,发表在题为《ALMA对参宿四的高分辨率观测:跨越内层大气的持久结构》的论文中。该工作的预印本于2026年8月19日出现在arXiv上(arXiv:2608.19339),而论文本身已被期刊接受发表。 天文学&天体物理学

参宿四是一颗终将爆发为超新星的恒星,如今它已在流失物质,丰富着星际介质。我们在其表面所见并非混沌,而是一种复杂而长寿的图案,由内部物质流所孕育。巨大的对流胞、冲击波、分子壳层——这一切都是同一过程的一部分,将恒星内部与其周围空间相连。当人类仰望天空时,这颗最近的超巨星之一仍在揭示,即便是宇宙中最狂暴的角落,其构造也是多么有序而壮丽。

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