上海
参宿四，这颗夜空中最亮的红超巨星，终于被发现不再孤单！
天文学家利用位于夏威夷的北双子座望远镜（ Gemini North telescope ），首次直接拍摄到一颗紧贴着它的小伴星，这颗恒星暂时被命名为Siwarha（阿拉伯语意为「她的手镯」）。这项观测成果或许不仅解开了困扰人类数千年的「参宿四亮度之谜」，也为其他变光红超巨星的研究带来了全新线索。
这颗新发现的恒星是一颗小而微弱的伴星，绕行参宿四的距离极近。虽然探测极为困难，但它的存在与过去的理论预测吻合。然而，另一方面，伴星的发型，也让人们惊讶于它们大相径庭的演化步调：参宿四已走向生命尽头，而 Siwarha 竟然还未踏上主序星阶段，核心尚未真正开始核聚变反应。虽然它们同时诞生，但由于质量差异，进程可说是各走极端。恒星伴侣的多样性，让人叹为观止。
天文学家利用北双子座望远镜（Gemini North） 上的「Alopeke」仪器，首次直接拍摄到一颗以极紧密轨道绕行参宿四的伴星 | Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA Image Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab)
位于猎户座肩膀位置的参宿四（Betelgeuse, α Ori）是夜空中最亮的恒星之一，也是距离地球最近的红超巨星，约 548 光年远，半径约为太阳的 700 倍，质量高达太阳的 19 倍。尽管它的年龄仅有一千万年（在天文学尺度上相当短暂），却已迈入生命晚期，预计在未来 10 万年内将以壮观的超新星爆炸结束生命。自古以来，参宿四都是肉眼可见的亮星，而它随时间变化的亮度更早已引人注目。天文学家已知它主要的光变周期约为 400 天，另有一个较长的次要周期约为 6 年。
2019 到 2020 年间，参宿四亮度曾急剧下降，这一事件被称为“大衰减”（Great Dimming）。当时不少人怀疑这是超新星爆炸的前兆，但后来证实是因为参宿四抛射出一团巨大的尘埃云，遮挡了部分光线。虽然“大衰减”的谜题已解开，但对参宿四的研究仍在持续。一些模型早已怀疑它的 6 年光变周期来自一颗伴星，然而哈勃空间望远镜与钱德拉 X 射线天文台一直未能找到证据。
参宿四的位置 | Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA
Image Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab)
如今，天文学家利用口径 8.1 米的北双子座望远镜卓越的集光能力，终于首次直接探测到这颗微弱伴星。研究团队发现伴星在可见光波段比参宿四暗六个星等，即大约暗 100 倍。其质量约为太阳的 1.5 倍，推测是一颗 A 型或 B 型的主序前恒星，意思是一颗尚未在核心开始氢核聚变的高温蓝白色年轻恒星。据推测，参宿四与 Siwarha 可能是同时诞生的，但由于参宿四获得了巨大的物质，得到较快的发展，而伴星却因为“营养不良”而发育迟缓。并且，在潮汐力的驱使下，伴星最终将被吞噬，科学家推测该事件可能在不太遥远的一万年内就会发生。当然，假如参宿四更快演化成超新星，甚至不排除 Siwarha 在参宿四爆炸时被无情摧毁。
据测算，这颗伴星距离参宿四极近，仅约 4 个天文单位，它位于参宿四外层延展的大气之内。换句话说，换句话说，你可以认为伴星在参宿四的外套里！难怪很难被发现。这是首次在红超巨星周围发现如此靠近的伴星。过去的研究甚至认为，这颗伴星几乎不可能被直接成像。这次探测几乎已达到北双子座望远镜高分辨成像的极限，但结果却非常成功，也为未来类似观测开启了新的可能性。
【参考资料】
[1] https://tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=B3F22A05D32A7831
[2] https://noirlab.edu/public/news/noirlab2523/
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