大变暗之前期间和之后的参宿四

当夜空中一颗突出的星星突然变暗时，它会引起很多兴趣。这就是2019年11月至2020年5月期间红超巨星参宿四发生的情况。参宿四最终将爆炸为超新星。变暗是否是爆炸即将发生的信号?

不，新的研究有助于解释原因。

头条新闻的作者无法抗拒超新星的角度，尽管这种解释从来都不太可能发生。最终，人们发现恒星喷出的尘埃导致了恒星变暗。基于大变暗事件(GDE)之前、期间和之后的观测的新研究支持了恒星本身的尘埃导致参宿四亮度下降的观点。

一篇发表在《皇家天文学会月刊：快报》上的研究信件，题为“大调暗期间参宿四的VLTI/MATISSE图像”，介绍了参宿四的红外观测结果。这些观测记录了GDE之前、期间和之后的恒星。主要作者是来自法国蔚蓝海岸大学和欧洲南方大学的JulienDrevon。

“为了更好地了解变暗事件，我们使用了VLTI/MATISSE仪器对参宿四进行了中红外长基线光谱干涉测量，这些测量是在调光之前(2018年12月)、期间(2020年2月)和之后(2020年12月)进行的。GDE”，研究信中写道。他们的观察尤其集中在一氧化硅(SiO)上。

这项新研究的作者概述了创建GDE过程中的三个步骤。

研究信中的这张图显示了研究人员使用的一些数据。顶部面板显示每个观察时期的绝对光谱。底部面板显示SiO能带的相对通量。GDE期间的条带比之前或之后更深。图片来源：J.Drevon等人。2024年

步骤1

GDE始于参宿四深处的震动。它们产生等离子体对流流出，将物质带到恒星表面。研究人员在2018年2月检测到一次强烈的冲击波，并在2019年1月检测到一次较弱的冲击波。第二次较弱的冲击波增强了之前更强的冲击波的影响，在参宿四光球层表面产生渐进的等离子体流。

第二步

流向光球表面的等离子体产生了一个热点。哈勃对参宿四的紫外线观测揭示了在恒星南半球的光球层和色球层之间存在一个发光、炽热、致密的结构。

第三步

恒星物质从光球层分离，并在参宿四表面上方形成气体云。在这片云层下面形成了一个较冷的区域，形成一个黑点。由于温度较低，灰尘可以在该区域上方及其上方的云层中凝结。这些尘埃阻挡了参宿四的部分光度，从而导致了GDE。

之前的研究揭示了GDE背后的三步过程。这篇新研究文章的作者着手观察参宿四的近距离星周环境，以探测和监测其几何形状。在他们工作的波长范围内，SiO光谱特征很突出，它们被用来了解红超巨星发生了什么。在天文学中，SiO被用作恒星流出中冲击气体的示踪剂，因为它在高温下持续存在。

研究文章中的这张图解释了研究人员的一些发现。中间的柱子特别有趣，因为它是在三个观测时期中每个时期参宿四表面上SiO(2-0)吸收带的重建。第三列类似，但显示SiO(2-0)光学深度。总体而言，它们限制了引起GDE的灰尘特征的几何形状。图片来源：J.Drevon等人。2024年

在他们的文章中，作者重点讨论了SiO(2-0)能带及其含义。他们注意到在GDE期间，条带的强度对比度如何增加了14%。“因此，在GDE期间，我们似乎在视线中观察到了更亮的结构，”他们解释道。

接下来，他们注意到2020年12月强度对比度下降了50%。这意味着什么?

他们写道：“因此，SiO(2-0)不透明度深度图显示出两年内强烈的时间变化，表明恒星环境在这段时间内发生了剧烈变化。”

德雷文和他的同事写道，他们的观察结果还表明“在GDE期间，伪连续谱中存在红外过量，这被解释为形成了新的热尘埃”。

看来大暗影不再像以前那样神秘了。它还表明奥卡姆剃刀仍然有效：“需要最少假设的解释通常是正确的。”

超新星提案有趣了一段时间，有一天，参宿四会爆炸成一颗超新星。但在此之前，可能还会出现几次变暗的情况。目前，作者表示这颗恒星正在恢复正常。

他们写道：“2020年12月的观测结果表明，参宿四似乎正在返回与2018年12月观测到的类似的气体和地表环境，但其结构更加平滑，这可能是由于最近在参宿四期间形成了异常数量的灰尘。GDE就在视线范围内。”