參宿四身邊出現神秘守護者,而這意味着我們很可能看不到它爆發了

參宿四可能有一顆伴星,而這意味着它很可能不會在不久的將來爆發。

神秘的紅超巨星參宿四。ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / E. O’Gorman / P. Kervella

近日有科學家在分析了參宿四的光變曲線後發現,這顆著名的紅超巨星實際上可能是由兩顆恆星組成的。除了我們熟悉的參宿四本尊,在它的身旁可能還存在一顆質量大約相當於1.7個太陽的較小恆星。如果參宿四確實有伴星,那麼它很可能不會在不久的將來爆發成超新星。

參宿四是一顆變星,它的光度會發生週期性的改變。最近這幾年裡,參宿四光度的顯著變化導致一些天文學家猜測距離地球僅426光年的它是不是就要爆發了。因爲理論上這顆行將就木的恆星,確實隨時都有可能突然死去。只是它究竟會在什麼時候爆發不得而知:也許在幾萬年後,也許就在下一秒。

而最近三位分別來自美國和匈牙利的天文學家在對參宿四長達2170天的光變週期進行了分析之後發現,在參宿四的主光變週期中,還隱藏着所謂的“次長週期”。而對於“次長週期”的最常見解釋是,這是一對雙星。

變星是會搏動的。它們會一點點變大,然後又一點點變小,同時其光度也會發生同步變化。天文學家一般會通過觀測恆星的徑向運動來研究變星的搏動。所謂徑向運動指的是天體相對於觀測者的前後位移。如果參宿四是單星,那麼它的徑向運動週期和它的光變週期應當是同步的。但參宿四的這兩個週期並不同步,就好像兩個合奏音樂的人打着不同的節拍。

這種不同步表明,可能有一顆較小的伴星在環繞參宿四主星運行。當它和參宿四一同出現在觀測者的視野中時,參宿四看起來比較亮,反之就比較暗。這種亮度變化會掩蓋恆星搏動導致的光度變化,使恆星的搏動週期和光變週期失去協調性。2019年底參宿四的突然變暗,雖然可能與塵埃的遮掩有關,但是同時也有可能受到了參宿四伴星的影響。

無論如何,參宿四作爲一顆紅超巨星,其宿命是成爲超新星。但它如果有伴星,那麼它變成超新星的過程會趨於複雜化。伴星的存在很可能會延緩其爆發的時間。

研究結果顯示,如果參宿四的2170天光變週期是一種基本模式,那麼就意味着它的半徑很大,其核心很快就會進行碳燃燒,距離爆發也只有幾百甚至幾十年;但是假如其中隱藏着受伴星影響而形成的“次長週期”,那就意味着參宿四仍在進行安全的氦燃燒,距離爆發還很久,我們至少還要再等幾十萬年。

參考A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α Orionishttps://arxiv.org/html/2408.09089v1