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      巨星斑可能是槟榔变暗的原因

      猎户星座中的一颗璀璨的恒星Betelgeuse,由于亮度异常强烈地下降,近几个月来一直吸引着天文学家。科学家们一直在讨论许多试图解释其行为的场景。现在,由马克斯·普朗克(Max Planck)天文研究所的Thavisha Dharmawardena领导的研究小组表明,槟榔岛表面上最可能出现的异常大的恒星斑点导致了变暗。他们的结果排除了先前的猜测,那就是最近被Betelgeuse喷出的尘埃,这使恒星变得模糊。

      像Betelgeuse这样的红色巨星经常经历亮度变化。然而,在2019年10月至2020年4月之间,槟榔色的光度急剧下降至其正常值的40%,这令天文学家感到惊讶。科学家已经开发出各种情况来解释恒星亮度的这种变化,这是肉眼可见的,距离地球将近500 光年。一些天文学家甚至猜测即将到来的超新星。海德堡马克斯·普朗克天文学研究所的Thavisha Dharmawardena领导的国际天文学家团队现已证明温度变化在光球中,即恒星的发光表面,导致亮度下降。引起这种温度变化的最可能的原因是巨大的酷星点,类似于黑子,但它覆盖了恒星表面的50%至70%。

      Dharmawardena解释说:“在生命的尽头,星星变成了红色巨人。” “随着燃料的耗尽,恒星释放能量的过程发生了变化。” 结果,它们会膨胀,变得不稳定并在数百甚至数千天的周期内脉动,我们将其视为亮度波动。槟榔是所谓的红色超级巨星,与我们的太阳相比,它的恒星质量大20倍,大约大1000倍。如果放置在太阳系的中心,它将几乎到达木星的轨道。

      由于其大小,恒星表面上的引力小于质量相同但半径较小的恒星上的引力。因此,脉动可以相对容易地喷射出这种恒星的外层。释放的气体冷却下来并发展为天文学家称之为尘埃的化合物。这就是红色巨星是宇宙中重元素的重要来源的原因,行星和活生物体最终从中起源。天文学家以前曾认为吸光粉尘的产生是亮度急剧下降的最可能原因。

      巨星斑可能是槟榔变暗的原因

      为了验证这一假设,Thavisha Dharmawardena和她的合作者评估了来自阿塔卡马探路者实验(APEX)和詹姆斯·克莱克·麦克斯韦望远镜(JCMT)的新数据和档案数据。这些望远镜从亚毫米波的光谱范围内测量辐射(太赫兹辐射),其波长是可见光的一千倍。天文学家已经用它们看不见了一段时间,以研究星际尘埃。特别是冷尘以这些波长发光。

      东亚天文台的史蒂夫·迈尔斯(Steve Mairs)说:“令我们惊讶的是,即使在亚毫米波范围内,槟榔也变暗了20%”。经验表明,这种行为与灰尘的存在不相容。为了进行更精确的评估,她和她的合作者计算了粉尘在此光谱范围内对测量的影响。事实证明,亚毫米范围内亮度的降低的确不能归因于粉尘产生的增加。相反,恒星本身一定引起了被测天文学家的亮度变化。

      物理定律告诉我们,恒星的光度取决于其直径,尤其取决于其表面温度。如果仅减小恒星的大小,则在所有波长下的发光度均等地减小。但是,温度变化对沿电磁波谱发射的辐射的影响不同。根据科学家的说法,因此在可见光和亚毫米波中测得的变暗现象证明了Betelgeuse的平均表面温度降低了,他们在200 K(或200°C)时将其量化。

      “但是,温度分布不对称的可能性更大,”欧洲南方天文台(ESO)的合著者Peter Scicluna解释说。“从2019年12月开始,相应的Betelgeuse高分辨率图像显示出亮度变化的区域。与我们的结果一起,这清楚地表明了巨大的星点覆盖了可见表面的50%至70%,并且其温度低于明亮的光球”。恒星斑点在巨型恒星中很常见,但规模不大。关于他们的一生并不清楚。但是,理论模型计算似乎与Betelgeuse亮度下降的持续时间兼容。

      我们从太阳知道斑点的数量在11年的周期中增加和减少。无论是巨型恒星具有类似的机理尚不清楚。这可能是以前的亮度最小值,也比前几年更明显。Dharmawardena总结道:“ 未来几年的观察将告诉我们,槟榔色亮度的急剧下降是否与斑点周期有关。无论如何,槟榔色仍将是未来研究的令人兴奋的对象。”

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