參宿四是北半球天空中最引人注目的恆星之一，也是獵戶座中的一顆紅超巨星，長期以來一直讓天文學家們提心吊膽。在2019年末和2020年初，它突然變暗的程度超過了整個觀測世紀以來的任何時候。這次「大變暗」引發了一波關於這顆恆星可能即將終結的議論。但在熱潮過後，人們發現了更為微妙且出人意料的事情。
2021年至2026年間，利用美國國家科學基金會的甚大陣列（VLA）和阿塔卡馬大型毫米波陣列（ALMA）射電望遠鏡進行的新觀測表明：參宿四的大氣整體上已經恢復。在先前記錄到異常低溫的相同頻率上，溫度亮度已恢復到較為常見的數值。在距恆星約2,7個恆星半徑處，氣體重新升溫至約3500開爾文。而在更靠近表面的地方，ALMA的頻率首次如此深入地窺探恆星包層，發現了一個明顯的溫度最低點——約2200開爾文。這證實了長期以來僅能從紅外數據推斷出的「分子層」的存在。
最重要的發現與溫度無關，而與形狀有關。事實證明，參宿四並不總是圓形的。它那延伸的大氣會根據最近發現的伴星的位置而略微拉長，然後又恢復得較為圓潤。這顆伴星被命名為西瓦爾哈——阿拉伯語意為「她的手鐲」（參宿四本身意為「賈烏扎之手」）。它僅在距這顆超巨星約兩個恆星半徑的距離上運行，實際上正穿行於其外層大氣之中。
西瓦爾哈本身太暗弱，無法在射電波段被直接看到。但它的存在留下了痕跡。當伴星處於視距離最遠的位置時，參宿四的大氣明顯變得更為拉長。當它運行到「前方」或「後方」時，形狀則更接近圓形。這就像通過水面的漣漪可以推斷出水面下隱藏的運動一樣。這顆伴星顯然擾動了氣體，留下了某種痕跡，並通過引力使主星的包層發生輕微變形。
如此近距離的相伴也有助於解釋參宿四神秘的長亮度週期——約2100天，即大約六年。此前其成因一直不明。現在有了一個自然的解釋：伴星的週期性影響。
這些結果發表在已被《天文學期刊》接受刊載的科學論文《New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion》中。作者為麻省理工學院海斯塔克天文台的林恩·D·馬修斯、哈佛-史密松天體物理中心的A·K·杜普雷、曼徹斯特大學的A·M·S·理查茲以及歐洲南天文台/ALMA的W·R·F·登特。預印本發佈於arXiv（arXiv:2608.02847）。這項工作的新穎之處在於，首次利用七個頻率——從22到485吉赫茲——的空間分辨射電數據，追蹤到參宿四大氣的橢圓率與伴星軌道相位之間的相關性。此前的研究僅基於光度測量、視向速度和近期光學圖像推測西瓦爾哈的存在。現在，它的影響已通過氣體包層的擾動被直接記錄下來。此外，這些測量首次在如此接近光球層的地方證實了溫度最低點，並顯示了大變暗之後大氣參數的恢復，以及密度分佈可能的演化。
觀測涵蓋了七個頻率。不同的波「看到」大氣的不同深度，因此科學家們能夠逐層構建出一幅圖像。該研究的負責人林恩·馬修斯指出：正是VLA和ALMA能力的結合才得出了令人信服的結果。能夠在這樣的尺度上分辨近鄰恆星的圓面，這本身就令人印象深刻。
目前數據僅覆蓋了軌道的一部分。還需要更多的測量，尤其是在尚未充分研究的頻率上。下一代甚大陣列等未來的儀器有望使此類研究變得更加常規和精確。
所有這些都發生在數百光年之外的距離上，其尺度之大，一顆恆星就有木星軌道那麼大，而它的大氣延伸得更遠。一顆渺小、幾乎不可見的伴星穿行於這巨大的包層之中，輕微改變著它的形狀，並可能影響著這顆超巨星在生命最後階段如何失去物質。數十億噸的氣體、衝擊波、分子包層、軌道擾動——一切都聯繫在一個統一而精妙調諧的系統中。而在遙遠的宇宙某處，這個系統繼續過著自己的生活，而我們才剛剛開始辨認出它的細節。
