哈勃发现Betelgeuse星的神秘变暗是由于创伤性爆发

美国宇航局哈勃太空望远镜的观测表明，巨星Betelgeuse的意外变暗很可能是由于大量热物质喷射到太空中而形成的，形成的尘埃云阻挡了Betelgeuse表面的星光。

哈勃望远镜的研究人员认为，尘埃云是在恒星表面大型对流单元上升流中释放出超高温等离子体时形成的，该尘埃云通过热大气层到达较冷的外层，在那里冷却并形成尘埃颗粒。从2019年底开始，由此产生的尘埃云阻挡了大约四分之一恒星表面的光线。到2020年4月，恒星恢复了正常亮度。

槟榔是一颗衰老的红色超巨星，由于其核心核聚变炉内复杂，不断变化的变化，其大小已膨胀。现在这颗恒星是如此之大，以至于如果它取代了太阳系中心的太阳，它的外表面将延伸超过木星的轨道。

Betelgeuse变暗的史无前例的现象始于2019年10月，甚至肉眼也无法察觉。到2020年2月中旬，这颗怪物的星星已经失去了三分之二的亮度。

这种突然的变暗使天文学家感到迷惑不解，他们争先恐后地开发了一些有关突变的理论。一个想法是，巨大的，凉爽的，黑暗的“星点”覆盖了可见表面的宽阔区域。但是，由天体物理学中心副主任安德里亚·杜普里（Andrea Dupree）领导的哈勃观测| 位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛大学与史密森尼大学（CfA）提出了覆盖部分恒星的尘埃云。

从2019年1月开始，哈勃对贝特尔海兹（Betelgeuse）进行了几个月的紫外线光谱观察，得出了导致黑暗的时间表。这些发现为调光背后的机理提供了重要的新线索。

哈勃望远镜在2019年9月，10月和2019年11月捕获了密集的加热物质在恒星大气中移动的迹象。然后，在12月，几台地面望远镜观测到该恒星在其南半球的亮度下降。

杜普里说：“有了哈勃望远镜，我们就能看到物质离开恒星可见表面并移出大气层，然后形成尘埃，使恒星看上去暗淡。” “我们可以看到恒星东南部一个密集而炎热的区域向外移动的影响。

她继续说：“这种材料的发光度是恒星正常亮度的二到四倍。” “然后，大约一个月后，随着恒星逐渐变暗，Betelgeuse的南部显着变暗。我们认为，哈勃探测到的外流可能会形成乌云。只有哈勃向我们提供了导致这一现象的证据。变暗。”

该小组的论文将于8月13日在线发表在《天体物理学杂志》上。

像Betelgeuse这样的巨型超级巨星很重要，因为它们将诸如碳之类的重元素排放到太空中，这些碳成为了新一代恒星的基础。众所周知，碳还是生命的基本成分。

追踪创伤性爆发

杜普里（Dupree）的团队从去年年初开始使用哈勃（Hubble）分析这颗庞然大物。他们的观测是哈勃望远镜为期三年的研究的一部分，该研究旨在监测恒星外部大气的变化。槟榔是一个可变的恒星，在420天的周期中会膨胀和收缩，变亮和变暗。

哈勃望远镜对紫外线的敏感度使研究人员能够探测到这颗恒星表面上方的层，这些层是如此之热（超过20,000华氏度），无法在可见波长处被探测到。这些层被恒星的湍流对流单元鼓泡到表面部分地加热。

哈勃光谱是在2019年初和后期以及2020年拍摄的，通过测量镁II（单离子镁）线探测了恒星的外部大气。在9月至2019年11月期间，研究人员测量了从恒星表面进入其外层大气的物质每小时移动约200,000英里的速度。

这种炽热，稠密的物质继续行进到Betelgeuse的可见表面之外，到达了这颗恒星之外的数百万英里。研究人员说，在这样的距离下，材料冷却下来足以形成灰尘。

这种解释与哈勃在2020年2月的紫外线观察一致，该观察表明恒星的外部大气的行为恢复了正常，即使可见光图像显示它仍在变暗。

尽管杜佩里不知道爆发的原因，但她认为这是由恒星的脉动周期所辅助的，可见光记录表明，恒星的脉动周期一直持续到整个事件。该论文的合著者，波兹坦莱布尼兹天体物理学研究所的克劳斯·斯特拉斯迈尔（Klaus Strassmeier）使用了该研究所的自动望远镜STELLar Activity（STELLA）来测量气体在脉动期间上升和下降时恒星表面气体速度的变化。周期。在对流单元上升的同时，恒星正在以其周期扩张。从Betelgeuse向外跳动的脉动可能有助于推动流出的等离子体穿过大气层。

杜普里（Dupree）估计，在爆发的三个月中，损失了南半球正常数量的材料的两倍。像所有恒星一样，槟榔一直在失去质量，在这种情况下，其质量比太阳高三千万倍。

槟榔座如此之近，如此之大，以至于哈勃望远镜已经能够分辨出地表特征-使其成为唯一这样的恒星，除了我们的太阳外，可以看到地表细节。

杜普里（Dupree）在1995年拍摄的哈勃影像首次显示出斑驳的表面，其中包含大量对流细胞，这些细胞会收缩和膨胀，从而使它们变暗和变亮。

超新星前兆？

红色超巨星注定要在超新星爆炸中结束生命。一些天文学家认为突然变暗可能是超新星爆发前的事件。这颗恒星相对较近，大约相距725光年，这意味着变暗将在1300年左右发生。但是现在它的光才刚刚到达地球。

杜普里解释说：“没人知道恒星在进行超新星飞行之前会做什么，因为它从未被观测到。” “天文学家对恒星进行超新星采样可能比他们提前了一年，但不是在升空发生前的几天或几周内进行的。但是，恒星在不久的将来进行超新星飞行的机会很小。”

杜普里（Dupree）将在八月下旬或九月初与哈勃一起观测这颗恒星。目前，Betelgeuse在白天的天空中，太靠近太阳，无法进行哈勃观测。但是，NASA的太阳地球关系天文台（STEREO）却从太空中的位置拍摄了这颗怪物恒星的图像。这些观察结果表明，槟榔从5月中旬到7月中旬再次变暗，尽管没有今年年初那么剧烈。

Dupree希望使用STEREO进行更多的后续观察，以监视Betelgeuse的亮度。她的计划是明年在恒星再次向外扩张时再次与STEREO一起观测Betelgeuse，以查看它是否引发了另一个爆炸性爆发。