亮度爆跌！洛基老家波江座，有一颗恒星正在熄灭！

波江座θ身上究竟发生了什么？

波江座θ曾是古代全天13亮星之一，但今天肉眼仅勉强可见。这种差异令天文学家困惑不已。新观测结果显示，波江座θ实际上是一个三体系统。STScI / DSS

波江座θ是一颗颇具神秘色彩的恒星。

多位古代天文学家，如古希腊的喜帕恰斯（Hipparchus）、托勒密（Ptolemy）和伊朗的阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲（al-Sufi），都曾将其列为全天13颗最亮的恒星之一。但今天，它却只是勉强肉眼可见。

波江座θ距离我们大约167光年。古代天文学家一直视之为一颗单一的恒星。直到1814年，意大利天文学家朱塞佩·皮亚齐（Giuseppe Piazzi）才发现它其实是一对双星。

组成这对双星的主星是波江座θ¹，伴星是波江座θ²。而现代天文观测进一步发现，波江座θ¹本身也是一对双星，而且是一对“密近双星”，由相距极近的波江座θ Aa（主星）和波江座θ Ab（伴星）组成。因此波江座θ实际上是一个三体系统。

这一发现是理解波江座θ千年之前亮度变化的关键。

今天的波江座θ视星等只有2.9。视星等是天体从地球观测可见亮度的模拟值，数值越大，恒星就越暗。太阳的视星等高达-26.74，而全天仅次于太阳的最亮恒星天狼星视星等为-1.46。太阳系行星和彗星、小行星等天体的视星等，则会随其与太阳和地球相对位置的变化而变化，比如金星的视星等会在-4.9至-3.8之间浮动。

与视星等相关的则是绝对星等，它是在距天体32.6光年（10个秒差距）处测得的亮度，反映的是天体本身的发光能力。

波江座θ从未比天狼星还亮，但它在古代一定比今天亮得多。否则它也不会被托勒密等人列为全天13亮星之一。

近日独立学者伊德尔·韦森伯格（Idel Waisberg）和来自魏茨曼科研所粒子物理与天体物理学系的博阿兹·卡茨（Boaz Katz），发表了一篇新的论文，对波江座θ在古代究竟有多亮，以及它的亮度在千年之前大幅上升的原因进行了探讨。

研究人员称，波江座θ在古代的视星等大约为0.2，与今天2.9的视星等差距达到了2.7。在托勒密《天文学大成（Almagest）》收录的大约1000颗恒星中，波江座θ的古今亮度差异是最大的。由于星等使用的是对数标度，波江座θ在古代的亮度实际上是今天的12倍。

为了揭示这颗神秘恒星的亮度变化之谜，研究人员根据来自多个天文台的干涉、光谱和光度数据，对波江座θ Aa和Ab这对密近双星的轨道参数、恒星半径与质量进行了测定。

测定结果显示，这对双星的轨道半长轴约为0.083天文单位，连地日距离的十分之一都不到；轨道偏心率约为0.105，略呈椭圆形；两颗恒星的质量均为中等，体积和温度均略高于太阳——Aa的质量大约相当于太阳的2.3倍，Ab大约相当于太阳的2.2倍，像一对双胞胎。

而这些数据正好能够解释在距今1000年至2000年前，波江座θ身上究竟发生了什么。当时其亮度的增加，正是这一系列因素叠加的结果。研究人员称这组数据为“非凡的恒星参数（remarkable set of stellar parameters）”。

研究人员称，波江座θ拥有的一个长期存在的“共有包层”，在当时经历了一次“轨道能量提取（orbital energy extraction）”，进而触发了千年之前的那次亮度提升。

研究人员解释说，这对双星身上有两个细节值得关注。其一是主星Aa的“洛希瓣”几乎已经被物质充满。

所谓“洛希瓣（Roche Lobe）”，指的是双星系统中，一颗恒星的引力所能“守住”的物质边界——一旦越过这个边界，物质便不再受该恒星约束，而是经由拉格朗日点，进入伴星的“洛希瓣”，被伴星的引力攫取。

也就是说，如果当年主星Aa流失的物质充满并溢出了它的洛希瓣，并向伴星转移，其释放的轨道能量就能使该恒星的亮度以世纪为单位显著提升。而现在该天体系统已经趋于平静，处于一个偏心率较低的较稳定结构。

与此同时，研究人员还发现，主星波江座θ Aa正处于其演化过程中的一个特殊阶段——其核心的氢聚变刚刚结束。这一发现与人们之前的推测高度吻合——主星Aa在氢聚变结束后，膨胀成了红巨星，并因表面积增大而导致了亮度提升。

研究人员表示，如果这正是波江座θ千年之前亮度陡增的原因，那么这种因物质转移而导致的亮度异常变化，也有可能在所有密近双星身上发生。这是一个转瞬即逝却非常重要的阶段，可能在所有密近双星的演化过程中都普遍存在，但我们对它仍知之甚少。

双星的“洛希瓣”示意图。一颗恒星的“洛希瓣”一旦被充满，物质便会通过拉格朗日点流向伴星的“洛希瓣”，并形成“共有包层”，使得恒星的亮度上升。Philip D. Hall

参考

The forgotten bright star: Theta Eridani as a millenary stellar transient observed by Hipparchus, Ptolemy and al-Sufi

https://arxiv.org/abs/2606.30748