新研究解参宿四红超巨星高速自转之谜:表面"沸腾"现象所致视错觉

葫芦科普 2024-03-19 15:11:05

在浩渺无边的宇宙星空中,存在着一个令人费解的谜团——猎户参宿四这颗逝去生命的庞然大物,其看似高于理论极限的自转速度,究竟是实为本真,还是一种视觉上的错觉?一项最新研究或许已经为我们拨开了这层神秘的面纱。研究人员提出,天文学家们过去所观察到的"高速自转"现象,实际上可能只是这颗巨兽激烈"沸腾"的表面造成的视错觉。

猎户参宿四,一颗质量相当于1000个太阳的红超巨恒星,乃是宇宙知晓的最庞大天体之一。如果将之与太阳相比较,参宿四的体积将一直延伸到木星轨道之外(这意味着地球、水星、金星和火星将瞬间化为虚无)。这种极端的体积庞大,也使得它成为夜空中最为夺目璀璨的恒星,只要肉眼凝望猎户座星空,便可轻易看到它的存在。然而,参宿四的明亮程度却时隐时现,呈现出周期性的变暗和变亮。

尽管年纪不过区区1,000万岁,若与太阳那枝桠般的46亿年历史相比,它依旧只是个婴孩。但由于体温极高、质量太大,造就了它生命历程之短暂;参宿四已耗尽了大部分氢储备,正接近生命的终点。

一旦所剩无几的燃料彻底用尽——这一情景可能会在未来几千年内出现,说不定就发生在我们的有生之年——参宿四将以超新星的形式猛烈爆发,在数周之内将整个夜空映照得明亮如同满月。2018年,智利阿塔卡马毫米/亚毫米阵列望远镜获取的观测数据显示,参宿四的自转速度高达每小时18,000公里。对于一颗红超巨恒星而言,这样的自转速率着实罕见,因为按照理论推算,类似的恒星自转速度应远慢于此,至少要慢上百倍。

一种解释此快速自旋现象的可能原因是,参宿四之前曾吞噬了一颗环绕它运行的恒星。但这种说法并未获得所有人的认同。

最近,一项发表于《天体物理学通讯》杂志的新研究提出了一种全新解释。研究人员指出,阿塔卡马望远镜观测所得,很可能并非源自恒星自身的自转运动,而是由参宿四表面大气层气泡的上升下沉运动所导致的视觉迷惑。

"像参宿四这样的恒星,它们的表面都存在着剧烈的'沸腾'活动现象,而我们之前对此产生了错误的理解。"研究报告如是写道。

在这项新的研究中,研究团队利用计算机模拟重现了红超巨恒星表面的情况。结果显示,不同于近乎完美球体的太阳,参宿四由于体积巨大,其表面时而隆起、时而凹陷,形成不断变换形状的斑点区域,就犹如熔岩灯中激烈翻滚的气泡一般,有着比整个太阳系更庞大的等离子体团块在其表面汹涌流动。

当利用像阿塔卡马这样分辨率不足的望远镜对其进行观测时,参宿四一侧的上升气流运动极有可能被误判为朝向观测者的旋转,而下降气流则可能被视作远离观测者方向的旋转。

研究人员在报告中写道:"我们将这些模拟效果通过一个模拟阿塔卡马等望远镜成像能力的程序进行处理运算。结果发现,高达90%的模拟恒星样本都有可能被误判为在高速自转。"

目前,将这一神秘现象归因于"表面沸腾"的说法仍然只是理论假说。但研究人员已在分析更加精细详尽的参宿四观测数据,这将有助于检验该理论的正确性。一旦获得证实,它还将解开另外数百颗红超巨恒星"高速自转"谜团的面纱。

在宇宙的穹隆中,恒星亿万,皆有其生死循环。参宿四这颗逝者的自转之谜,就犹如一段未解之谜,将人类对恒星构造及其生命机制的认知阻隔在迷雾之中。而今次新研究或将给出一种可能的答案,照亮我们通往真相的道路。

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简介:来自星星的小胖子