明亮的恒星参宿四可能有一颗Betelbuddy恒星伴星

根据一项关于参宿四变亮和变暗的新研究，夜空中最明亮的恒星之一参宿四可能并未濒临超新星爆发的边缘。相反，最近的研究表明，观测到的星光脉动可能是由一颗围绕参宿四运行的未观测伴星引起的。

这颗行星正式名称为AlphaOriB，天体物理学家JaredGoldberg这样称呼它。它在绕参宿四运行的过程中，就像一台扫雪机，将遮挡光线的尘埃推开，使参宿四暂时显得更亮。Goldberg和他的同事在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中介绍了他们对这一过程的模拟。研究结果发表在arXiv预印本服务器上。

“我们排除了所有能想到的内在变化源，以解释为什么会以这种方式变亮和变暗，”这项研究的主要作者、Flatiron研究所计算天体物理中心的研究员戈德堡说。“唯一似乎合适的假设是参宿四有一个伴星。”

戈德堡与怀俄明大学的梅瑞狄斯·乔伊斯以及匈牙利HUN-REN天文与地球科学研究中心康科利天文台的拉斯洛·莫尔纳共同撰写了这项研究报告。

揭开“Betelbuddy”的面纱

参宿四是一颗红巨星，其亮度约为太阳的10万倍，体积是太阳的4亿多倍。这颗恒星即将走到生命尽头，当它死亡时，其爆炸产生的亮度足以在数周内白天被看到。

天文学家可以通过有效地“检查参宿四的脉搏”来预测参宿四何时死亡。参宿四是一颗变星，这意味着它会变亮或变暗，像心跳一样脉动。参宿四有两种心跳：一种脉动时间比一年稍长，另一种脉动时间约为六年。

这些心跳之一就是参宿四的基模，即恒星本身固有的增亮和变暗模式。如果恒星的基模是其长尺度心跳，那么参宿四可能比预期更早爆发。然而，如果它的基模是其短尺度心跳，正如几项研究表明的那样，那么其较长的心跳就是一种称为长次生周期的现象。在这种情况下，这种较长的增亮和变暗可能是由恒星外部的某种因素引起的。

科学家们仍不确定是什么原因导致了较长的次生周期，但一个主流理论认为，当一颗恒星有一颗伴星围绕它旋转并穿过恒星产生和排出的宇宙尘埃时，就会出现次生周期。移位的尘埃会改变到达地球的星光量，从而改变恒星的视亮度。

研究人员探索了其他过程是否也导致了较长的次生周期，例如恒星内部的搅动或恒星强大磁场的周期性变化。在将对参宿四的直接观测数据与模拟恒星活动的先进计算机模型相结合后，研究小组得出结论，参宿四巴迪是迄今为止最有可能的解释。

“其他的都没什么意义，”戈德堡说。“基本上，如果没有Betelbuddy，那就意味着有更奇怪的事情正在发生——用目前的物理学是无法解释的。”

研究小组尚未确定Betelbuddy到底是什么，但他们推测这是一颗质量为太阳两倍的恒星。

乔伊斯说：“除了提供质量和轨道限制外，很难说这颗伴星到底是什么。类太阳恒星是最有可能的伴星类型，但这绝不是决定性的。”

“我个人比较喜欢一个更奇特的假设，尽管我的合著者们的观点可能有所不同，那就是这颗伴星是一颗中子星——一颗已经变成超新星的恒星的核心，”她说。“然而，在这种情况下，我们期望通过X射线观测看到这方面的证据，但我们没有。我认为我们应该再看一遍。”

老明星的新视角

接下来，该团队将扮演狗仔队，尝试用望远镜拍摄Betelbuddy的图像，因为12月6日左右可能会出现可见窗口。

“我们需要确认Betelbuddy确实存在，因为我们的结果是基于推断，而不是直接探测，”Molnár说道。“所以我们现在正在研究观察方案。”

研究人员指出，这项研究只有通过团队科学才有可能实现。

乔伊斯说：“如果我们每个人不从不同的角度考虑这个问题——拉斯洛是太空观测和数据分析方面的专家，贾里德是研究和模拟大质量恒星的人，而我是一名1D建模者——这项工作就不可能完成。”“我要特别感谢Flatiron计算天体物理中心创造了一个环境，让如此多样化的科学家能够聚集在一起。”

研究团队还对获得有关长期研究的天体的新信息感到兴奋。

莫尔纳尔说：“自现代天体物理学诞生以来，参宿四就一直是无数研究的对象。然而，它仍有空间进行重大的新发现：在这个例子中，一颗类似太阳的恒星隐藏在一颗红超巨星的巨大光芒中，一览无余。这是最让我兴奋的。”