对红超巨星心宿二的观测揭示了濒死恒星的最后运动

有一天，我们的太阳会变成红巨星，越来越大，最后吞噬地球。在那还没有发生之前，科学家如何研究太阳的衰亡呢？...





有一天，我们的太阳会变成红巨星，越来越大，最后吞噬地球。当然那还没有发生，这对我们地球上的生物来说是好事。然而，这意味着科学家们必须看向太阳系之外才能研究星系的完整演化周期及其在各个阶段的机制了。

一项由智利北方天主教大学的科尔奇·奥赫纳加（Keiichi Ohnaka）牵头的新研究就试图了解遥远的红超巨星心宿二在接近生命尽头，即将成为超新星时是如何将如此多的物质从表面抛出的。

这项研究展示了技术进步在研究心宿二大气流动机制方面的作用，同时也表明，该恒星发生剧烈搅动的根源依旧成谜。

“通过这项研究，我们可以打开一扇观察除太阳以外的恒星的新窗口……我们可以用类似于观察太阳的方式来观察其他恒星，”奥赫纳加对Space.com说，“以后，我们可以通过这种技术来研究其他问题——不仅仅是像心宿二这样的超巨星，还有其他类型的恒星和其他尚未解决的问题。

心宿二是一颗红超巨星，它的巨大体积使其成为地球科学家们的理想研究对象。这颗恒星亮度很高，因此被称为“火星的对手”（anti-Ares），因为它的红色光芒似乎比火星还要明亮，而火星是以古希腊战神（Ares）的名字命名的。因为心宿二体积巨大，所以对于那些想要更好地了解太阳之外恒星的科学家们来说，它是不二之选。事实上，心宿二的直径预计比太阳大883倍。心宿二也被称为天蝎座α星（Alpha Scorpii），意思是，它是天蝎座中最亮的星。这颗红色恒星在八月的夜空中可以见到的。

天文学家如何研究遥远的恒星呢？以当今的技术，他们当然不可能去到那里。即便是以光速飞行的航天器也要花费600年才能到达心宿二。奥赫纳加的团队则是通过位于智利塞罗帕瑞纳山的欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪（VLTI），观察了心宿二大气层中一氧化碳气体的流动。

到目前为止，科学家都是通过光学和紫外光谱来了解恒星的，这意味着他们是通过光来分析恒星化学构成的。这种方法也被用来研究太阳，但有其局限性。例如，它能指出恒星的构成，却不能显示大气气体的运动机制，而大气运动机制可以回答心宿二当前的动态。干涉仪就能让奥赫纳加捕捉到心宿二大气外层的更精确的图像，甚至能精确到毫秒。奥赫纳加表示，他的团队将2014年4月的五个夜晚里通过VLTI的多重望远镜观测到的数据结合起来，绘制出了心宿二外层大气层气体的详细运动轨迹。

来自密歇根大学的天文学家，约翰·蒙尼耶（John Monnier）表示，奥赫纳加对VLTI的使用是了解恒星最终阶段的重要发端。蒙尼耶并没有参与到该项研究中。

“之前，我们只能看到恒星的表面温度以及各区域之间的温度差异，”蒙尼耶对Space.com说道，“但这项研究还测出了速度，该恒星的表面收缩或扩张的速率。”

“在这之前，这类研究从未在恒星表面实现过，”蒙尼耶补充道，“由此得到的数据集已经具有开创性意义了。”

蒙尼耶表示，接下来，该研究可能会结合所有从心宿二得到的高质量图片来制作动画。这将有助于阐释该恒星的运动机制，甚至有朝一日揭示该恒星的对流源头——这种搅动的对流能将物质带到大气外层，而这正是红超巨星死亡的幕后推手。

该研究的详细信息已于8月16日发表于《自然》杂志。

来源：https://seeker.com

译者：刘玥

责编：钟狼将

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