超巨星大犬座VY死亡的原因 _超巨星

超巨星大犬座VY死亡的原因
（）据cnBeta：SlashGear报道，与地球相比，我们的太阳是巨大的，能够容纳一百多万颗蓝色行星。然而，与我们银河系中的其他一些恒星相比，太阳是很小的。像大犬座VY这样（位于大犬座）的恒星，是已知的最大的恒星之一，属于一种叫做超巨星的类型。它是如此之大（半径是太阳的1420倍），以至于它被称为超巨星。
找到这么大的恒星是很罕见的，研究人员对像这样的恒星如何随着时间的推移而变化和演化感到很好奇。特别是，他们知道这么大的恒星往往会定期抛出大量的质量，与像我们太阳这样的典型小恒星不同。现在，一个由天文学家组成的研究小组一直在观察这颗“怪物”恒星，以了解更多。
“我们对超巨星在其生命末期的表现特别感兴趣，”研究人员之一 Ambesh Singh在亚利桑那大学的声明中说。“人们曾经认为这些巨大的恒星只是简单地演变成超新星爆炸，但我们不再肯定这一点。”
研究人员认为，超新星并不能很好地解释这些大质量恒星是如何死亡的。
“如果是这样的话，我们应该在天空中看到更多的超新星爆炸，”研究人员Lucy Ziurys说。“我们现在认为它们可能会悄悄地坍塌成黑洞，但我们不知道哪些超新星会这样结束它们的生命，也不知道为什么会这样，以及如何发生。”
最著名的超巨星之一是位于猎户座的参宿四（Betelgeuse）。由于其奇怪的行为，参宿四最近一直是人们关注的对象。从2019年开始，这颗恒星急剧变暗，失去了其正常亮度的三分之二。然后，到2020年，它似乎又回到了以前的亮度。虽然随着时间的推移，恒星变暗或变亮是正常的，但这通常是一个发生得更慢的过程。
最初，一些观察家认为参宿四可能要变成超新星了。其他人则认为，这颗恒星可能被像太阳黑子一样的黑暗斑块所覆盖。但是使用哈勃太空望远镜进行的研究发现，变暗的原因是不同的：这颗恒星在一次爆发中产生了大量的气体，形成了一片尘埃云。这片尘埃云阻挡了这颗恒星的一些光线，使其无法到达我们这里，因此它看起来比较暗淡。
一个类似的过程发生在大犬座VY上，但规模更大。Ziurys说：“可以把它看作是打了类固醇的参宿四，”他说。“它要大得多，质量也大得多，每200年左右就会发生一次猛烈的大规模喷发。”
研究人员利用智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）等工具观察大犬座VY ，以观察这颗恒星喷出的气体。他们发现了氧化硫、二氧化硫、氧化硅、氧化磷和氯化钠，还收集了关于这些化学物质在气体中的混合程度的信息。他们还发现，不同的喷出物散发出不同的化学物质混合，有助于了解像这样的恒星是如何随着时间的推移脱落其质量的。
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（）据cnBeta：一个由亚利桑那大学领导的天文学家小组已经创建了一个垂死的超巨星的详细的三维图像。由亚利桑那大学研究人员Ambesh Singh和Lucy Ziurys领导的小组追踪了一颗被称为大犬座VY（VY Canis Majoris）的红超巨星周围各种分子的分布、方向和速度。
他们于6月13日在加利福尼亚州帕萨迪纳举行的美国天文学会第240次会议上公布了这一发现，以前所未有的规模深入了解了伴随着巨星死亡的过程。这项工作是与明尼苏达大学的Robert Humphreys和英国曼彻斯特大学的Anita Richards合作完成的。
被称为超巨星的极端超巨星非常罕见，在银河系中只有少数几个已知存在。这方面的例子包括猎户座中第二亮的恒星--参宿四，以及天鹅座中的NML Cygni，也被称为V1489 Cygni 。与质量较低的恒星不同--一旦进入红巨星阶段，它们更有可能膨胀起来，但通常会保持球形--超巨星往往会经历大量的、零星的质量损失事件，形成由弧形、团块和结组成的复杂、高度不规则的结构。
大犬座VY--简称VY CMa--位于距地球约3009光年的地方，是一颗脉动的变星，位于大犬座的稍南部。根据Ziurys的说法，VY CMa横跨10000到15000个天文单位（1AU是地球和太阳之间的平均距离），可能是银河系中质量最大的恒星。
Ziurys说：“把它看作是打了类固醇的参宿四，”他是亚利桑那大学化学和生物化学系以及斯图尔特天文台的联合教授，这两个机构都属于理学院。“它要大得多，质量大得多，每200年左右就会发生一次剧烈的大规模喷发。”
研究小组选择研究VY CMa，因为它是这些类型的恒星的最佳例子之一。
Ziurys实验室的博士生Singh说：“我们对超巨星在其生命末期的表现特别感兴趣。人们曾经认为这些大质量的恒星只是演变成超新星爆炸，但我们不再确定这一点。”
“如果是这样的话，我们应该在天空中看到更多的超新星爆炸，”Ziurys补充说。“我们现在认为它们可能会悄悄地坍缩成黑洞，但是我们不知道哪些超新星会这样结束它们的生命，也不知道为什么会发生这种情况，以及如何发生。”
以前用NASA的哈勃太空望远镜和光谱学对VY CMa进行的成像显示了明显的弧线和其他团块和结点的存在，其中许多从中心恒星延伸到数千澳。为了揭示超巨星结束其生命的过程的更多细节，研究小组开始追踪超巨星周围的某些分子，并将它们映射到哈勃太空望远镜拍摄的尘埃的已有图像上。
Ziurys说：“没有人能够为这颗恒星制作一个完整的图像，”她解释说，她的团队着手了解这颗恒星脱落质量的机制，这些机制似乎与那些在生命末期进入红巨星阶段的小恒星不同。
Ziurys说：“你没有看到这种漂亮的、对称的质量损失，而是像巨大的子弹一样吹过恒星的光球，向不同方向喷射质量的对流单元。这些类似于在太阳中看到的日冕弧，但要大上十亿倍。”
该小组利用智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（或称ALMA），追踪从恒星表面喷射出来的物质中的各种分子。虽然一些观察仍在进行中，但已经获得了氧化硫、二氧化硫、氧化硅、氧化磷和氯化钠的初步地图。从这些数据中，该小组构建了一个VY CMa的全球分子外流结构的图像，其尺度包括了从该恒星喷射出的所有物质。
Singh说：“分子在包络层中追踪弧线，这告诉我们分子和尘埃混合得很好。分子在无线电波段的发射的好处是，它们为我们提供了速度信息，而尘埃的发射则是静态的。”
通过将ALMA的48个无线电天线移动到不同的配置中，研究人员能够获得关于分子的方向和速度的信息，并相当详细地描绘出它们在超巨星包膜的不同区域，甚至将它们与不同时期的质量喷射事件联系起来。
Singh表示，处理这些数据需要在计算能力方面进行一些重任。他说：“到目前为止，我们已经处理了来自ALMA的几乎一兆字节的数据，而且我们仍然收到我们必须通过的数据，以获得可能的最佳分辨率。仅仅是校准和清理数据就需要多达2万次的迭代，每个分子需要一两天的时间。”
“通过这些观测，我们现在可以把这些放在天空的地图上， ”Ziurys说。“到目前为止，只有这个巨大结构的一小部分被研究过，但是除非你看整个区域，否则你无法理解质量损失和这些大恒星是如何死亡的。这就是为什么我们想创建一个完整的图像。”
在美国国家科学基金会的资助下，该团队计划在一系列论文中发表其研究结果。