北京
一颗半径约为太阳1400倍的恒星，在2019到2020年间突然暗了下去——这是参宿四（Betelgeuse）一百多年记录里最剧烈的一次变暗，后来被称为“大暗化事件”。如今，新的射电观测给出了它的后续：这颗红超巨星的外层大气已经回弹到正常状态。
参宿四是猎户座第二亮的星，一颗年龄约800万年的红超巨星，距离地球约724光年。它也是已知最亮的恒星之一，发出的光超过10万个太阳。
这次观测动用了美国国家科学基金会（NSF）的卡尔·G·詹斯基甚大阵列（VLA）和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。麻省理工学院海斯塔克天文台的林恩·马修斯（Lynn Matthews）博士与同事在2021年至2026年间，用七个射电频率对这颗星进行了成像。
马修斯说：“正是VLA和ALMA这些惊人的数据组合在一起，才让我们得到了一个有说服力的结果。我们能用这些设施真正分辨出邻近恒星的圆面，这本身就很了不起。”
要理解这次“回温”，得先看它暗下去之前的样子。2019年8月的VLA数据显示，在44吉赫兹频段上，参宿四大气的温度处于三十年来最低。大暗化事件后来被归因于一次表面物质抛射——恒星把自己的一层物质甩了出去，尘埃遮挡了星光。
而新的VLA数据表明，在22和44吉赫兹频段，参宿四的亮温度已经回到典型值。22吉赫兹处的峰值约为3500开尔文，如今与恒星光球层的温度相当。这个峰值出现的位置也比以前稍远一些：大约在2.7个恒星半径处，而2016年之前的研究测得约为2.5个恒星半径。
研究人员表示，这与大气密度结构发生变化是一致的，但并不能证明这一变化就是大暗化事件造成的。
由于更高频率能探测更深的层次，ALMA的数据让研究团队得以从外层大气一路向内绘制温度分布。亮温度从2.7个恒星半径处的约3500开尔文，稳步下降到1.2个恒星半径处的约2220开尔文，这证实了在恒星可见表面与更热的色球层之间存在一个温度最低点。
故事到这里还没完。参宿四有一个长期已知的2100天变化周期，最近两项独立研究把这个周期归因于一颗伴星——Siwarha，它就在这颗恒星延展的大气层内绕行。
马修斯和合作者并没有直接探测到这颗伴星，于是转而寻找它对恒星形状的影响。在射电图像里，参宿四看上去接近圆形，所有频段的椭率都在10%或以下。但当他们把椭率与伴星预测的轨道相位对照——用上自己的数据以及此前三项测量——椭率在伴星与恒星视分离最大时达到最大，而在伴星从恒星前方或后方穿过时接近零。这提示，伴星可能在恒星风被抛出的位置附近塑造着大气层。
马修斯打了个比方：“这颗伴星离恒星太近了，实际上是在穿过它延展的大气层。就像一艘喷水推进的快艇划过湖面，这颗较小的恒星撕开大气时，很可能在身后留下一道尾迹。”
她还说：“而对参宿四新的空间分辨观测显示，Siwarha的存在正在产生可观测的效应。”
这些发现已发表在《天文学杂志》（Astronomical Journal）上。
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