一個字：大！首次拍出紅超巨星心宿二，迄今為止最詳細的大氣圖！

2020-09-15 10:41 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

天文學家最新繪制出迄今為止最詳細的紅超巨星心宿二大氣圖，阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)和國家科學基金會的卡爾·G·詹斯基超大型陣列(VLA)都具有前所未有的靈敏度和分辨率，

揭示了從紅超巨星恒星表面上方，整個色球，一直到風區(qū)，心宿二大氣的大小和溫度。紅超巨星，如心宿二和它更為著名的表親參宿四，在它們生命的末期都是巨大、溫度相對較低的恒星。

大質(zhì)量恒星正在耗盡燃料、崩塌和成為超新星的路上，通過巨大的恒星風，它們將重元素發(fā)射到太空中，從而為宇宙生命提供必要的元素基石方面發(fā)揮了重要作用。但這些巨大的恒星風是如何發(fā)射的，任然是一個謎。天文學家對距離地球最近的超巨星心宿二大氣進行了詳細研究，為找到這些答案邁出了關(guān)鍵的一步。心宿二的ALMA和VLA圖是迄今為止除太陽以外所有恒星中最詳細的射電圖。

ALMA以較短波長觀測到靠近其表面（其光學光球?qū)樱┑男乃薅?，而由VLA觀測到的較長波長則顯示出大氣層在更遠的地方。在可見光下可以看到，心宿二直徑大約是太陽的700倍。但是，當ALMA和VLA在射電中揭示它的大氣層時，這顆超級巨星被證明是更巨大的。研究的主要作者、愛爾蘭都柏林高級研究院的埃蒙·奧戈爾曼(Eamon O‘Gorman)解釋說：恒星大小可能會根據(jù)觀測到光的波長而發(fā)生巨大變化。

其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天文學與天體物理學》期刊上，VLA的較長波長揭示了這顆紅超巨星的大氣，幾乎是恒星本身半徑的12倍。射電望遠鏡測量了心宿二大氣中大部分氣體和等離子體的溫度。最引人注目的是色球內(nèi)的溫度，這是恒星表面上方被磁場和沖擊波加熱的區(qū)域，這些磁場和沖擊波是由恒星表面強烈的旋轉(zhuǎn)對流產(chǎn)生，很像沸水鍋中的起泡運動。目前對色球知之甚少，這是第一次在無線電波中探測到這個區(qū)域。

多虧了ALMA和VLA，科學家們發(fā)現(xiàn)心宿二這顆恒星的色球?qū)?，延伸到了恒星半徑?.5倍（太陽的色球?qū)又挥衅浒霃降?/200）。研究還發(fā)現(xiàn)，色球溫度比之前的光學和紫外觀測所暗示的要低。溫度在3500攝氏度(6400華氏度)達到峰值，之后逐漸下降。相比之下，太陽的色球溫度幾乎達到了20000攝氏度。發(fā)現(xiàn)在恒星溫度下，色球是‘溫熱的’，而不是熱的，這種不同是可以解釋的，因為無線電測量對恒星大氣中的大部分氣體和等離子體都是靈敏的溫度計。

而過去的光學和紫外觀測只對非常熱的氣體和等離子體敏感。研究認為，心宿二和參宿四等紅超巨星的大氣層不均勻，想象一下，大氣層是由許多不同顏色的點組成的一幅畫，代表著不同的溫度。這幅畫的大部分包含射電望遠鏡可以看到的微溫氣體點，但也有只有紅外望遠鏡才能看到的冷點，以及紫外線望遠鏡可以看到的熱點。目前無法單獨觀察這些點，但研究人員表示在未來的研究中嘗試一下。