参宿四比正常亮度高出近50%，这是怎么回事？ _参宿四

红巨星参宿四。它的活动可能会令人困惑，目前的光亮也于事无补。信用:阿尔玛(ESO/NAOJ/NRAO)/e . O ' Gorman/p . Kervella
据今日宇宙（埃文·高夫）：每当参宿四发生什么事情，关于它作为超新星爆发的猜测就会激增。如果是的话，那就太酷了。我们离得足够远，不会受到任何影响，所以想象天空连续几个月像那样亮起来很有趣。
现在这颗红色超巨星已经变亮了近50% ，这让人们的猜测再次升温。
参宿四会爆炸成为超新星。在这一点上，存在着普遍的共识。但是什么时候的问题就不那么确定了。明星的行为令人困惑。弱小的人类如何发现？
参宿四不仅是一颗红巨星，它还是一颗脉动的半规则变星。这意味着它的亮度变化有一定的周期性，尽管幅度会有所不同。它的亮度变化大约有400天的周期。它也有一个较短的125天周期，另一个230天周期，以及一个巨大的2200天周期，所有这些都是由脉动决定的。所有这些循环会使这颗恒星难以被清楚地理解。
几年前，参宿四变暗了，人们想知道这意味着什么。事实证明，这颗恒星的亮度实际上并没有变化。相反，这颗恒星从其表面喷射出物质，冷却成尘埃云并阻挡了光线。

这张图表显示了什么可能导致参宿四在2019年变得更暗。鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局和e .惠特利(STScI)
现在它变亮了，又引起了科学家的注意。他们想知道它处于什么样的进化阶段，以及所有这些活动意味着什么。新的研究表明，它可能会比任何人预期的更快地爆炸成为超新星。
这篇新论文是“从参宿四的脉动周期推断其演化阶段”，第一作者是日本东北大学科学研究生院天文研究所的Hideyuki Saio 。《皇家天文学会月报》已经接受了这篇论文的出版，这篇论文的一个版本可以在arXiv预印本服务器上获得。
新研究中最有趣的部分经常占据头条。抱怨那是没有意义的。人性就是这样滚动的。

我们不是在找埃尔德里奇博士的茬。她没有错。只是报纸上说这只是一种可能的结果。它概述了其他几个。
在他们的论文中，作者说参宿四可能是银河系的下一颗超新星，不管他们的哪个结果可能被证明是真的。“我们得出结论，参宿四处于核心碳燃烧的晚期，是下一颗银河超新星的良好候?。彼切吹?。
作为一颗红巨星，参宿四已经离开了主序。在它漫长的800万到850万年的历史中，它消耗了大量的氢，将氢融合成氦，并将融合过程中损失的质量作为能量释放出来。(感谢爱因斯坦。)这意味着它不再像太阳那样将氢融合成氦。当像参宿四这样的恒星失去质量时，它们的引力不再能容纳向外的压力，它们会膨胀成一个更大的外壳。所以尽管失去了质量，它们还是变大了。

这张示意图显示了红巨星参宿四及其星周介质与太阳系相比的规模。鸣谢:l . calada ，欧洲南方天文台
在像参宿四这样的恒星离开主序，不再在其核心将氢融合成氦之后，事情发生了巨大的变化。在随后的氦聚变阶段，碳在它们的核心中积累。然后他们开始核心碳燃烧期，产生其他元素。这篇新论文的作者说参宿四处于那个时期的晚期。
但是多晚呢？还剩多少时间？这个问题还没有确切的答案。
“尽管与地球的距离相对较?。?并且在某种意义上因为它，很难获得距离、光度、半径、当前和零年龄主序(ZAMS)质量的严格限制，以及关于内部旋转状态和相关混合的信息，因此关于参宿四的进化状态和它可能爆炸的时间的信息，”参宿四新评论的作者写道。ZAMS对于理解特定恒星的进化阶段尤为关键。这是基本的，虽然不是唯一的责任。
但是这项研究提出了一些可靠的可能性。
这项工作是观察和模型的结合，每个模型以不同的方式适应观察。这是一个棘手的行业，这就是为什么声称它可能在几十年内爆炸的标题有点误导。细微差别很少能吸引注意力。

这幅图像基于赫歇尔任务的数据，显示了参宿四周围的星周介质(CSM)在太空中的速度。在7弧分处有一个明显的弓形冲击，这是它运动的证据。在9弧分的CSM中还有另一个特征，可能是过去合并或从参宿四中实质性驱逐的证据。参宿四很复杂，很难理解。鸣谢:Decin等人， 2012年
核心碳燃烧期有几个阶段。确定参宿四何时成为超新星的困难部分来自于确定它处于哪个阶段。参宿四发出脉冲，喷射物质，旋转，除此之外，还有一颗逃逸的恒星在太空中加速。它离我们的距离也是一个争论的话题。“虽然它距离地球只有200秒差距，因此可以用适当的仪器进行空间解析，但其距离的不确定性仍然是深入理解的一个关键障碍，”参宿四评论解释道。
引起大家注意的是研究中的这两句话:“按照这个数字，核心将在碳枯竭后的几十年内坍塌。这表明参宿四是下一颗离我们很近的银河超新星的非常好的候选者。”
这是他们正在谈论的数字。

这张研究图显示了参宿四中不同元素的丰富程度。元素丰度就像核心内部正在发生的事情的指纹或快照，恒星处于碳燃烧的哪个阶段，以及何时会爆炸。来自地核的聚变产物通过对流被周期性地从地核带到地表，让研究人员得以一窥地核。但是确定它何时爆炸还取决于知道恒星的初始质量，它旋转的速度，以及许多其他因素，所有这些都在不同程度上难以确定。鸣谢:Saio等人2023
但没有引起足够重视的是论文的以下部分。
研究人员写道:“事实上，不可能确定确切的进化阶段，因为在接近碳耗尽的后期阶段以及之后，地表条件几乎没有变化。”天文学家只能看到表面，但恒星内部发生的事情才是最重要的。
这篇论文的作者实际上是说，根据观察、数据和模型，参宿四可能会比想象中更快地爆炸。但是——这很关键——他们不知道恒星处于核心碳燃烧的哪个阶段。根据一些符合数据的模型，碳燃烧可能会持续很长时间。
但不是每个人都同意参宿四甚至处于核心碳燃烧阶段。参宿四评论的作者说，这颗恒星仍然处于氦阶段。“由于核心氦燃烧远远长于后续燃烧阶段，参宿四最有可能处于核心氦燃烧阶段。脉动周期很可能限制了半径和距离以及核心氦燃烧的进化状态，”他们写道，同时承认存在“相反的论点”
研究人员试图确定参宿四超新星爆发时间的另一种方法是通过将其周期性脉动与相同的模型进行匹配。

这个来自研究的数字展示了四个模型，与参宿四的四个周期或时期相匹配。如果你不是天体物理学家，那就很混乱了。(我不是一个，也很迷茫。)但它确实有助于说明预测参宿四爆炸背后的复杂性和不确定性。鸣谢:Saio等人2023
当它最终爆炸时——没有人不同意它最终会爆炸成超新星——它不太可能像一些超新星那样产生致命的伽马射线爆发。虽然它会喷射物质并产生强大的X射线和紫外线辐射，但我们离得太远了，不会受到影响。相反，这将是一场全人类都可以看到的灯光秀，这将永远改变猎户座。科学家们说，它可能会留下一颗中子星，也许是一颗脉冲星，在几百万年内都可以看到。整个事件，从开始到结束，将是一个前所未有的机会来研究恒星演化，超新星和恒星残余。科学家们将能够从爆炸开始回溯到所有已完成的研究，所有的观察和数据，并指出他们哪里是正确的，哪里是错误的。参宿四会教给他们很多东西。
来自超新星的冲击波将在大约100，000年后到达，并很容易被我们太阳的太阳磁层偏转。对地球最大的影响将是撞击我们上层大气的宇宙射线的增加。
我们希望，我们中的大多数人会看到这场灾难性的爆炸，并对自然的力量充满敬畏，而其他人则会堕落为怪异的阴谋论或准宗教、伪科学、邪教般的崇敬。
如果，也就是说，当祝福事件发生时，人类仍然存在。