每每仰望夜空,千百颗恒星映入我们眼帘。然而对于我们的肉眼来说,那些恒星不过是细如针眼的亮光;而且遗憾的是,现如今技术先进的天文望远镜所观察到的恒星也并无二致。纵然星云和星团可以横亘数百光年,单个恒星本身却细如砂砾。在过去的时间里,天文学家们无处寻觅,却只能细细地端详唯一的恒星:太阳。而现在,得益于三台天文望远镜的威力,天文学家为我们描绘出另一颗恒星的图景:红超巨星—心宿二。
这一研究成果发表于8月16日的《自然》杂志上,天文学家们应用的是智利欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪(VLTI)来捕获另一颗恒星迄今为止最佳的图像。通过VLTI的AMBER(近红外光谱-干涉测量)装置获取的近红外光数据,可以呈现恒星角直径的七分之一乃至其大气延伸面近十二分之一的分辨率。最终团队成功测量了恒星表面的气体移动速度,而此前只有太阳能够采用此种方式。
结果显示心宿二的大气含有多个气体团,并且比之前预想延伸的范围更广,几乎达到了恒星本身半径的两倍。但为何恒星大气延伸到如此远的距离,其实对流作用本身,即热气体上升和冷气体沉降并不能提供很好地解释。只能说明它是在一种异于其他恒星,且尚未得到解释的机制下形成了大质量恒星的大气。
超巨星通常在爆发前抛射出几倍于太阳质量的物质,天文学家们同样确信,这种现象也正在此恒星发生,距离远在1.7倍恒星半径处。一旦恒星变为超新星,爆发产生的激波穿越其抛射的物质时物质就会被点亮,尔后就是我们所看到精美绝伦的超新星遗迹。
智利北方天主教大学(Universidad Católica del Norte)天文学家凯伊奇·奥赫纳加,连同论文首席作者在媒体发布会上说道:“例如像是心宿二这样的恒星,为何会在演化的最终阶段如此快速地损失质量这一问题,已经困扰了我们多半个世纪。VLTI是唯一能够直接测量心宿二大气中气体运动的设备——这对于问题的解决尤为关键。下一步的挑战就是弄清楚乱流运动是如何形成的。”
类似的活动情况也存在于猎户座超巨星——参宿四的大气中,但心宿二的大气似乎更为混乱一些。今年早些时候,阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列(ALMA)对参宿四进行了观测。
心宿二是距离地球550光年以外具有十二倍太阳质量的红超巨星。未来某一天它会爆发成为II型超新星,并成为II型超新星的典型代表。心宿二通常被称为天蝎星座的“心脏”,在天气好的夏季夜晚可见其高悬于天空。事实上,心宿二星的英文“Antares”代表的是战神阿瑞斯的对手(或火星“Mars”的对手),因为它经常被误认为是火星。