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国家天文台研究人员揭示参宿四致暗物理原因

发表日期:2021-08-06来源:放大 缩小

  北京时间85日,国际科学期刊《自然·通讯》在线发布了国家天文台赵刚研究团队的一项最新成果。他们通过对从山东大学威海天文台获得的高分辨率近红外光谱进行分析,揭示红超巨星参宿四的神秘变暗是由于其表面出现恒星巨黑子造成,对这一广受天文学家和公众关注的现象提出了新的物理解释。 

  参宿四又称为猎户座α星,是一颗位于猎户座肩部的红色恒星,它在夜空中异常明亮,肉眼清晰可见。201910月至20202月之间,参宿四出现了神秘变暗现象,吸引了全世界天文学家和公众的关注与想象。作为一颗呈现周期性和有时不规则光度变化的变星,这是参宿四近50年来被观测到的最显著的一次变暗现象。它变暗了约一个星等(亮度减弱2.5倍),在夜空中肉眼可辨。对此,世界各地的天文学家提出几种可能的解释,如超新星爆发前演化阶段、尘埃云的遮挡或恒星光球亮度的变化。 

  研究人员从山东大学威海天文台获取了参宿四变暗过程的高分辨率近红外光谱,并对其进行仔细分析,这些光谱涵盖了参宿四变暗和回升后的不同阶段。结果表明,当2020年1月31日参宿四亮度达到最低时,其有效温度下降了至少170K,这导致了参宿四变暗。研究得到的温度下降数值足以解释参宿四的变暗现象。根据理论光谱计算结果,探测到的温度下降可能是参宿四表面的巨黑子引起的。众所周知,像参宿四这样的红超巨星表面存在黑子现象。这些黑子可能是对流流动或冷对流元引起的,它们被广泛认为存在于红超巨星中。 

  进行光谱分析时,研究人员采用了一种专门为红超巨星开发的新方法。该方法基于高分辨率恒星光谱中TiOCN分子线的强度及对温度的高敏感度,可作为温度的可靠指示器。除了有效温度,研究人员还确定了参宿四的化学成分和表面重力。   

  红超巨星是宇宙中重元素增丰的主要贡献者,这一发现也将有助于更好理解红超巨星的性质。 

  来自山东大学和美国密苏里大学的天文学家参与了此项研究。 

  论文地址:https://www.nature.com/articles/s41467-021-25018-3 

 201910月和20203月期间,参宿四(猎户座α)变暗了2.5倍,是近几十年来观测到的最显著的变暗现象。

 

 

 

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