槟榔会爆炸吗？调暗红色超级巨人不是那么酷

ESO超大型望远镜于2019年1月和12月对恒星Betelgeuse进行了观测，结果显示该恒星确实变暗。

星星变暗并不是爆炸即将来临的迹象：研究表明，槟榔可能并不冷，只是尘土飞扬。

去年年底，有消息传出，槟榔星正在逐渐消失，最终降至其通常亮度的40％左右。这项活动引起了人们的普遍猜测，即红色超巨星很快就会爆炸成巨大的超新星。

但是天文学家有更多良性的理论来解释恒星的变暗行为。华盛顿大学和洛厄尔天文台的科学家认为，他们支持其中之一：槟榔并不会因为即将爆炸而变暗-只是尘土飞扬。

UW天文学副教授Emily Levesque和洛厄尔天文台的天文学家Philip Massey在《天体物理学杂志快报》上接受并发表在预印本网站arXiv上的论文中报告说，2020年2月14日在Betelgeuse进行的观测亚利桑那州弗拉格斯塔夫天文台允许他们计算恒星的平均表面温度。他们发现，如果最近的变暗是由于恒星表面变冷引起的，则Betelgeuse的温度明显比预期的高。

新的计算结果支持了Betelgeuse的理论，因为许多红色超巨星都倾向于这样做。Betelgeuse可能从其外层脱落了一些物质。

VY Canis Majoris的可见光图像，这是一颗红色的超大恒星，在很大程度上被尘埃所遮挡，拍摄于2005年。

莱夫斯克说：“我们一直在红色超大型企业中看到这种情况，这是他们生命周期的正常部分。”“红色超巨星偶尔会从其表面脱落物质，这些物质会在尘埃周围凝结为尘埃。随着冷却和消散，尘埃颗粒将吸收一些射向我们的光，并阻挡我们的视线。”

仍然是这样：天文学家预计，当其核心坍塌时，槟榔会在未来的100,000年内爆炸成超新星。但是根据梅西的说法，从10月开始的恒星变暗并不一定表示即将出现超新星。

假设红色超巨星上巨大对流细胞的模拟。

一种理论是，新形成的尘埃正在吸收Betelgeuse的一些光。另一个假设是，Betelgeuse内巨大的对流室将热物质吸引到其表面，在冷却之前，该物质已冷却回到内部。

Massey说：“在这些可能性之间进行区分的一种简单方法是确定Betelgeuse的有效表面温度。”

测量恒星的温度并不是一件容易的事。科学家不能只是将温度计指向恒星并获取读数。但是通过观察恒星发出的光谱，天文学家可以计算出它的温度。

梅西说：“艾米丽和我一直在接触Betelgeuse，我们都同意，显而易见的事情就是获得频谱。”“我已经按照4.3米的洛厄尔发现望远镜安排了观测时间，而且我知道即使贝特尔格斯仍然是天空中最亮的恒星之一，如果我玩了一点，我就能获得良好的光谱。”

明亮恒星发出的光通常无法获得详尽的光谱，但梅西采用了一种滤光片，可以有效地“衰减”信号，以便它们可以为特定的特征挖掘光谱：二氧化钛分子对光的吸收。

莱夫斯克说，二氧化钛可以形成并积聚在像Betelgeuse这样的相对凉爽的大型恒星的上层。它吸收一定波长的光，从而在红色超巨星光谱中留下明显的“瓢”，科学家可以用来确定恒星的表面温度。

根据他们的计算，2月14日Betelgeuse的平均表面温度约为3,325摄氏度，即6,017F。这仅比包括Massey和Levesque在内的团队计算为Betelgeuse在2004年的表面温度低50-100摄氏度。 ，在它开始急剧变暗之前的几年。

阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列在2017年拍摄的槟榔图像，显示表面可能存在对流单元。

这些发现使人们怀疑槟榔正在变暗，因为这颗恒星的巨大对流电池之一将热气体从内部带到了表面，并在表面进行了冷却。许多恒星都有这些对流单元，包括我们自己的太阳。莱夫斯克说，它们就像一锅开水的表面。但是，尽管我们太阳上的对流池数量众多且相对较小-大约等于德克萨斯州或墨西哥的大小-但像Betelgeuse这样的红色超级巨人却更大，温度更低且重力较弱，它们仅运动三到四个大型对流池，这些对流池在大部分他们的表面。

如果这些巨大的细胞之一上升到了Betelgeuse的表面，那么Levesque和Massey的气温下降幅度将比2004年至2020年之间要大得多。

梅西说：“与我们2004年的光谱比较表明，温度没有明显变化。”“我们知道答案必须是尘埃。”

天文学家已经观察到其他红色超巨星周围的尘埃云，另外的观察结果可能会揭示出Betelgeuse附近类似的混乱情况。

在过去的几周中，Betelgeuse实际上又开始变亮了，尽管略有增加。即使最近变暗并不表示该恒星很快会爆炸，对莱夫斯克和梅西来说，也没有理由停止寻找。

莱夫斯克说：“红色超巨星是非常有活力的恒星。”“我们对它们的正常行为（温度波动，灰尘，对流电池）了解得越多，我们就越能更好地理解它们并识别出何时会发生真正独特的东西，例如超新星。”

参考：“槟榔不是那么酷：艾米丽·莱夫斯克（Emily M. Levesque）和菲利普·马西（Philip Massey）单独发表于《天体物理学杂志快报》。
2002.10463

该研究由洛厄尔天文台，科学发展研究公司和美国国家科学基金会提供资助。