银河系最亮恒星之一参宿四变暗之谜揭晓：尘埃云

从 2019 年 11 月到 2020 年 3 月，参宿四在2019年10月发生了惊人的“大变暗”，2020年2月中旬，其亮度已经降到其典型亮度（typical brightness）的35%左右。在之后几个月里，其亮度又开始恢复。

其变暗之谜就吸引不少天文爱好者，因为如此快速且可见的亮度变化十分罕见。一些人认为这可能预示它会爆炸成超新星。不过，《自然》杂志6月17日发表的一篇研究论文指出，参宿四变暗是由于该恒星南半球的冷斑和尘埃云造成。

参宿四不同时期的亮度模型

参宿四是距离地球第二近的红超巨星，位于猎户星座，它看起来是红色。参宿四诞生时的质量大约是太阳的20倍。这种大质量的恒星的演化速度比小质量恒星快得多，它的寿命只有数百万年而不是数十亿年。

红超巨星是初始质量为太阳的8到35倍的恒星最常见的演化最终阶段。当恒星从氢核聚变转变为氦核聚变时，该阶段就开始了。该阶段会减少大量质量，大概会持续10万年。

红超巨星阶段，其外层不断膨胀，温度也会下降。其巨大低温外层会发生脉动（pulsate），并容纳少量巨大的对流元（由于对流而移动的大量物质），这些外层脱落的物质最终会在恒星周围的环境中形成尘埃。

而其内核会在数百万年的时间融合越来越重的元素，最后它会进行超新星爆发。超新星爆发过程中，恒星内部制造的元素会抛到星际空间，而恒星本身会变成中子星或黑洞。 

红超巨星是宇宙中最大的恒星。参宿四作为一个红超巨星，其半径是太阳的900倍，如果将它放置在太阳系的中心，它会吞噬所有4个内行星（水星、金星、地球、火星），并接近木星的轨道。参宿四的巨大体积和与地球之间的近距离（约724光年），使其成为少数几颗空间可分辨的圆盘（a spatially resolved disk）而非单点的恒星之一。

论文的通讯作者是Montargès。Montargès等人利用智利的甚大望远镜的仪器，在“大变暗”之前和变暗期间获得了参宿四高空间分辨率观测图像。对这些图像进行比较，可以发现变暗主要发生在南半球——参宿四的南半球在“大变暗”期间的可见光谱中比平时暗十倍。

Montargès等人认为，2019年末，参宿四南半球的正常脉动行为和对流驱动的冷斑结合，使当地环境降温。降温使该地区释放的气体迅速形成尘埃，产生了浓稠的尘埃云，暂时阻挡了参宿四的大部分光线，从而给我们带来了“大变暗”。

2019年，参宿四的“大变暗”让一些人以为它即将“死亡”。如果它死亡，人们就可能在银河系里看到超新星发生。超新星非常罕见，最近的一次银河系内肉眼可见的超新星是开普勒超新星，爆发于1605年。

然而，Montargès等人明确表示“大变暗”并不表明超新星即将来临。

虽然在恒星生命的最后几周到几个世纪中，超新星前的质量损失有所加强，且有一定的增速区间（从长尺度来看是10−4M⊙yr−1;短尺度来看是1M⊙yr−1）。参宿四目前的质量损失目前的质量损失率介于2×10−7M⊙yr−1和2×10−6M⊙yr−1之间，还没有进入这一阶段。

此外，一些红超巨星在发生核心坍缩的前几年甚至几周，都很少或可能没有预兆迹象。因此，尽管参宿四目前的质量损失行为似乎并不预示着它的灭亡，但它仍有可能在没有预兆的情况下爆炸。