當(dāng)我們談到恒星的大小，可以細(xì)分為矮星，巨星，超巨星，以及特超巨星。

我們稱之為特超巨星的這些恒星，質(zhì)量非常大，生命周期短，隨著后期巨大的爆炸，形成超新星后很快消亡?，F(xiàn)在我們還知道，在它們死亡前還要忍受“咳嗽癥”之苦：巨大的塵埃云噴發(fā)后，以高速向外拋散，導(dǎo)致恒星亮度急遽變化。

這聽起來是不是似曾相識(shí)？是的，參宿四也是如此。但這個(gè)放放，后面再講。

這是哈勃望遠(yuǎn)鏡于2005年拍攝的紅特超巨星大犬座VY的照片，圖片展示了其周圍混亂的塵埃云。這顆恒星位于圖片中間偏左的白色斑點(diǎn)里。

資料來源：美國宇航局,歐洲航天局和明尼蘇達(dá)大學(xué)的羅伯塔·韓福瑞

在這里，我們講的是大犬座VY（或簡(jiǎn)稱為VY CMa）。這顆臃腫的紅特超巨星位于4000光年之外的大犬座（這只狗是希臘神話中俄里翁（獵戶座）的獵犬之一）。在這種情況下，這個(gè)星座名實(shí)在是特別合適：大犬座VY是一顆巨大的恒星，直徑超過20億公里。

與之相比，太陽直徑為140萬公里。大犬座VY比太陽大一千多倍。一千多！若將大犬座VY放在太陽系中心，它的半徑將延伸到土星軌道附近。

這對(duì)地球?qū)嵲谑翘愀饬?。我們將處于恒星?dāng)中。這顆恒星產(chǎn)生幾十萬倍于太陽的能量，我們的行星在這種情況下將無法存在太久。

是的，這顆恒星在各個(gè)方向都在收縮。像這樣的恒星不會(huì)存在很久，一般只有幾百萬年，隨著時(shí)間增長(zhǎng)，物質(zhì)被來自恒星內(nèi)部的輻射壓力拋出，被表面產(chǎn)生的大量的光吹走。據(jù)推測(cè)大犬座VY最初的質(zhì)量可能有太陽的40倍，迄今已經(jīng)損失了大約一半的質(zhì)量。我們的故事正是從這里開始。

左圖：哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的大犬座VY恒星周圍的塵埃云照片；

中圖：放大照片來展示恒星在塵埃云中的位置（實(shí)在太小以致看不見）；

右圖：插圖展示了正在噴發(fā)的恒星。

資料來源：美國宇航局，歐洲航天局和明尼蘇達(dá)大學(xué)的羅伯塔·韓福瑞，以及空間望遠(yuǎn)鏡研究所的J·奧姆斯戴德

對(duì)這顆恒星的觀測(cè)結(jié)果顯示，它發(fā)出的紅外光相比于同類恒星來說要多上許多，這說明它是被塵埃環(huán)繞的。這通常是來自圍繞著恒星的巖石（硅酸鹽）或碳質(zhì)（煤煙）物質(zhì)的微小粒子（我們稱之為星環(huán)，一個(gè)很酷的名字）。它們被星光加熱，將恒星發(fā)出的可見光變成紅外光，這就導(dǎo)致了我們觀測(cè)到過量的紅外光。

對(duì)大犬座VY的非常高分辨率的觀測(cè)結(jié)果將這些塵埃展示出來，同時(shí)也說明他們非常復(fù)雜。圍繞恒星的有繩結(jié)狀的物質(zhì)、團(tuán)、弧和四散的云。然而，使用哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的新觀測(cè)，讓天文學(xué)家得以測(cè)量出這些塵埃的移動(dòng)速度——大部分塵埃以每小時(shí)數(shù)萬公里的速度被噴射出來。十分的快！大犬座VY在干一件大事。

這些實(shí)驗(yàn)美妙的地方在于，他們測(cè)量了恒星到各種星團(tuán)的距離，并將其與星團(tuán)的速度相結(jié)合起來看它們是什么時(shí)候被噴射出的。他們的發(fā)現(xiàn)確實(shí)很有趣。這些星團(tuán)的年齡和其他特征顯示，它們大約在70、120、200和250年前被從恒星上吹走。

從恒星的歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)來看，這些周期與恒星亮度有很大變化的時(shí)間段相一致，在這個(gè)周期里，恒星有很大程度的變暗和變亮。

換句話說，恒星內(nèi)部的某些物理機(jī)制導(dǎo)致它噴射出這些巨大的塵埃云，而后塵埃云沿著我們和恒星之間的方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致恒星變暗。最后一次大爆發(fā)在十九世紀(jì)后期，當(dāng)時(shí)大犬座VY黯淡了許多。大犬座VY曾經(jīng)是（勉強(qiáng)的）肉眼可見，但是在噴發(fā)之后變暗，而且從那之后就沒有再變亮過。

插圖顯示了參宿四塵埃噴發(fā)的過程：一波炎熱的、稠密的氣體從其深層向上涌出（圖1和圖2），冷卻然后離開（圖3），以及我們?nèi)绾螐牡厍蛏嫌^測(cè)到它（圖4）。資料來源：美國國家航空航天局，歐洲航天局，和E.惠特利（空間望遠(yuǎn)鏡研究所）

這非常令人感興趣，因?yàn)槊總€(gè)人都喜歡的沒有完全爆發(fā)的參宿四，在2019年底剛剛經(jīng)歷一次巨大的變暗事件。數(shù)月間，參宿四的亮度變得只有平時(shí)的一半，天文學(xué)家還在爭(zhēng)論導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的原因。目前有兩種主流觀點(diǎn)，一種是恒星的冷卻導(dǎo)致其光度下降，另一種則是塵埃的爆發(fā)阻塞在恒星表面。我實(shí)際上傾向于后一種解釋；有很多的塵埃圍繞著參宿四，我們知道它有時(shí)會(huì)以巨云形式將這些物質(zhì)吹走。但是溫度的下降這個(gè)可能性至今還不能被排除。

參宿四仍是一顆紅超巨星。質(zhì)量更低，體積更小，不像大犬座VY那樣明亮（畢竟大犬座VY是整個(gè)星系中最明亮的恒星之一），但非常相似。如果大犬座VY正在吹走塵埃和變暗，那么同樣的事情也可能發(fā)生在大量的B型恒星上。

插圖描繪了正在爆發(fā)巨大塵埃云的大犬座VY。資料來源：美國國家航空航天局，歐洲航天局，和明尼蘇達(dá)大學(xué)的羅伯塔·韓福瑞，以及空間望遠(yuǎn)鏡研究所的J·奧姆斯戴德

參宿四和大犬座VY還有其他的差異，其中一些很重要。參宿四是一顆規(guī)則變星，在根據(jù)其低層大氣層深處發(fā)生的物理現(xiàn)象決定的一“年”中經(jīng)歷周期性亮度變化。而大犬座VY是一顆不規(guī)則變星，其亮度的變化需要很多年來完成，其周期更可能是從其上層大氣層發(fā)生的物理現(xiàn)象決定的。所以，從一顆恒星推斷另一顆恒星的性質(zhì)時(shí)要更加小心。但這種做法仍然是一個(gè)很具有爭(zhēng)議的。

一組顯示了參宿四在2019年1月（左圖）到2019年12月（右圖）的光度是如何變化的圖像。資料來源：歐洲南方天文臺(tái)/M. 蒙塔爾蓋斯等人

這樣的恒星令我著迷，也讓我害怕。這讓人很難理解它們是多么令人震撼的巨大，引力多么強(qiáng)大，以及在他們的生命周期中是如何存在的。但是它們對(duì)于星系的演變是至關(guān)重要的，它們?cè)谛呛酥行纬闪酥卦兀ū热玷F元素），然后隨著它們的爆發(fā)分布到整個(gè)宇宙中。這些物質(zhì)遂參與形成了新的恒星，新的行星，還有我們。毫不夸張的講，包括我和你。

流經(jīng)身體的血液中的鐵元素，曾經(jīng)是一顆爆炸的恒星（如大犬座VY）的中心核的組成元素，這些鐵元素在恒星爆炸后被泵送入星系中。如果單憑這一點(diǎn)還不足以讓我們?nèi)パ芯窟@樣的恒星，那就沒有別的理由了。

BY: Phil Plait

FY: 簪花小甜豆

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