参宿四是北半球天空中最引人注目的恒星之一，是猎户座中的一颗红超巨星，长期以来一直让天文学家们紧张不已。在2019年末和2020年初，它突然变暗的程度超过了整个观测世纪以来的任何时期。这次“大暗淡”引发了关于这颗恒星可能临近生命终点的种种议论。但在兴趣热潮过后，人们发现了某种更为微妙且出人意料的东西。
利用NSF的VLA和ALMA射电望远镜在2021年至2026年间进行的新观测表明：参宿四的大气总体上已经恢复。在先前记录到异常低温的相同频率上，温度亮度已回到更为寻常的数值。在大约2,7个恒星半径的距离处，气体再次升温至约3500开尔文。而在更靠近表面的地方，在首次如此深入地窥探恒星包层的ALMA频率上，发现了一个清晰的温度最低点——约为2200开尔文。这证实了长期以来仅能从红外数据推断出的“分子球”的存在。
最重要的发现与温度无关，而与形状有关。事实证明，参宿四并非总是圆形的。它那广延的大气会随着新近发现的伴星的位置而略微拉长，然后又重新变得更接近圆形。这颗伴星被命名为西瓦尔哈——阿拉伯语意为“她的手镯”（参宿四本身意为“贾乌扎之手”）。它仅在约两个超巨星半径的距离上运行，实际上穿行于大气的外层之中。
西瓦尔哈本身太暗弱，无法在射电波段被直接看到。但它的存在留下了痕迹。当伴星处于视距离最远的位置时，参宿四的大气会明显变得更扁长。当它运行到“前方”或“后方”时，形状则更接近圆形。这就像通过水面上的涟漪可以推断出水下隐藏的运动一样。这颗伴星显然扰动着气体，留下某种尾迹，并在引力上轻微地使主星的包层发生形变。
如此近距离的相伴也有助于解释参宿四那神秘的长亮度周期——约为2100天，即大约六年。此前其成因一直不明。现在有了一个自然的解释：伴星的周期性影响。
这些结果发表在科学论文《New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion》中，该文已被《天文学杂志》接受发表。作者为麻省理工学院海斯塔克天文台的林恩·D·马修斯、哈佛-史密森天体物理中心的A. K. 杜普里、曼彻斯特大学的A. M. S. 理查兹以及欧洲南方天文台/ALMA的W. R. F. 登特。预印本发布在arXiv上（arXiv:2608.02847）。这项工作的新颖之处在于，首次利用七个频率——从22到485吉赫兹——的空间分辨射电数据，追踪到参宿四大气椭率与伴星轨道相位之间的相关性。此前的研究仅基于光度测量、径向速度和近期的光学图像推测西瓦尔哈的存在。如今，它的影响已通过气体包层的扰动被直接记录下来。此外，测量首次在如此接近光球层的位置证实了温度最低点，并显示了大气参数在大暗淡之后的恢复，以及密度分布可能的演化。
观测覆盖了七个频率。不同的波“看到”大气的不同深度，因此科学家们能够逐层拼凑出一幅图景。该研究的负责人林恩·马修斯指出：正是VLA和ALMA能力的结合才得出了令人信服的结果。能够在这样的尺度上分辨近邻恒星的圆面，本身就令人印象深刻。
目前数据仅覆盖了轨道的一部分。还需要更多的测量，尤其是在那些尚未充分研究的频率上。像下一代甚大阵列这样的未来仪器有望使此类研究变得更加常规和精确。
这一切发生在数百光年之外，其尺度之大，一颗恒星就有木星轨道那么大，而它的大气延伸得更远。一颗微小、几乎看不见的伴星穿行于这巨大的包层之中，轻微地改变着它的形状，并可能影响着这颗超巨星在生命最后阶段如何失去物质。数十亿吨气体、激波、分子包层、轨道扰动——一切都联系在一个统一而精细调谐的系统中。而在宇宙深处的某个地方，这个系统继续过着自己的生活，而我们才刚刚开始分辨出它的细节。
