北京時間8月5日，國際科學期刊《自然·通訊》在線發布了國家天文臺趙剛研究團隊的一項最新成果。他們通過對從山東大學威海天文臺獲得的高分辨率近紅外光譜進行分析，揭示紅超巨星參宿四的神秘變暗是由于其表面出現恒星巨黑子造成，對這一廣受天文學家和公眾關注的現象提出了新的物理解釋。
參宿四又稱為獵戶座α星，是一顆位于獵戶座肩部的紅色恒星，它在夜空中異常明亮，肉眼清晰可見。2019年10月至2020年2月之間，參宿四出現了神秘變暗現象，吸引了全世界天文學家和公眾的關注與想象。作為一顆呈現周期性和有時不規則光度變化的變星，這是參宿四近50年來被觀測到的最顯著的一次變暗現象。它變暗了約一個星等（亮度減弱2.5倍），在夜空中肉眼可辨。對此，世界各地的天文學家提出幾種可能的解釋，如超新星爆發前演化階段、塵埃云的遮擋或恒星光球亮度的變化。
研究人員從山東大學威海天文臺獲取了參宿四變暗過程的高分辨率近紅外光譜，并對其進行仔細分析，這些光譜涵蓋了參宿四變暗和回升后的不同階段。結果表明，當2020年1月31日參宿四亮度達到最低時，其有效溫度下降了至少170K，這導致了參宿四變暗。研究得到的溫度下降數值足以解釋參宿四的變暗現象。根據理論光譜計算結果，探測到的溫度下降可能是參宿四表面的巨黑子引起的。眾所周知，像參宿四這樣的紅超巨星表面存在黑子現象。這些黑子可能是對流流動或冷對流元引起的，它們被廣泛認為存在于紅超巨星中。
進行光譜分析時，研究人員采用了一種專門為紅超巨星開發的新方法。該方法基于高分辨率恒星光譜中TiO和CN分子線的強度及對溫度的高敏感度，可作為溫度的可靠指示器。除了有效溫度，研究人員還確定了參宿四的化學成分和表面重力。
紅超巨星是宇宙中重元素增豐的主要貢獻者，這一發現也將有助于更好理解紅超巨星的性質。
來自山東大學和美國密蘇里大學的天文學家參與了此項研究。
論文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25018-3。
2019年10月和2020年3月期間，參宿四(獵戶座α)變暗了2.5倍，是近幾十年來觀測到的最顯著的變暗現象。
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