神秘的參宿四「大暗淡」事件，可能緣由流浪黑洞的造訪！

神秘的參宿四「大暗淡」事件可能緣由流浪黑洞造訪

「重力昏暗」效應可解釋這種奇怪的事件。

這些圖像由ESO（The European Southern Observatory）歐洲南方天文臺VLT（Very Large Telescope）甚大望遠鏡上的SPHERE（Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument）光譜偏振高對比度系外行星研究儀器拍攝，顯示參宿四這顆紅超巨星的表面，從2019年末到2020年初發生了前所未有的變暗。最左邊的圖像拍攝於2019年1月，顯示這顆恆星的正常亮度，剩餘圖像，全部拍攝於恆星亮度明顯變化期間，分別是2019年12月，2020年1月和2020年三月，尤其是它的南部區域。2020年4月，亮度迴歸正常。（圖片來源：ESO歐洲南方天文臺/M。Montargès et al。）

2019年末，恆星參宿四的亮度變暗大約60％。很難最終確定是什麼引起的，但新的研究表明可能是一個流浪的夥伴扮演了這個角色。在遊蕩到接近這顆巨星時，闖入者可能引起了潮汐隆起，導致參宿四的表面變暗。這種設想不能解釋觀測到的全部變暗事件，研究者在新的論文中解釋，它可能只是誘發了恆星上的其他效應，使得這個事件更嚴重。

參宿四在星空中是最容易識別的恆星之一。它是一顆位於獵戶星座肩膀上的亮紅色恆星，而且在星空中位列第十大亮星，因此你很容易觀測到它。如果把這顆紅超巨星放到我們的太陽系，它能包圍住我們整個內行星系的所有岩石行星，並且可以從太陽一直延伸到火星和木星之間的小行星帶。

參宿四實際上已經接近死亡。由於很久之前核心已經停止氫聚變，開始了氦聚變，因此它變得巨大。一層燃燒的氫外殼包圍著它的核心，隨著由內而外強烈的核聚變反應，能量把外層大氣繼續朝外推出，迫使恆星不斷膨脹。

像參宿四這樣的紅超巨星在宇宙中比比皆是。它們也非常耀眼。隨著表層的急劇擴張，噴出巨大的光芒，最終歸於冷寂。

當2019年末，參宿四由於不明原因開始變暗時，天文學家們自然感到特別驚奇。變暗現象持續整個2020年初，在它的最暗點，絕對亮度下降了約60％。而在2020年2月，它卻隨機的停止變暗，再次開始變亮，現在已恢復到亮度的正常水平。

天文學家們回溯了半個世紀關於參宿四的觀測記錄，沒有發現類似2019年事件的先例，由此人們把它稱作「大暗淡」事件，無論什麼原因引起，這都是真正極不尋常的。

重力昏暗效應

無論什麼引起這次變暗事件，都一定是來自恆星自身之外的情形，而不可能是由於參宿四自身內部運行的一些基礎變化。這是因為核聚變反應變化不可能在幾個月內停止而又開始。這需要核心中有大量的物質，並且釋放很高的核聚變能量，來支撐這種快速的變化。

天文學家假設過多種可能，或者恆星噴發，或者它運行軌道上有巨量塵埃雲。一個可能的原因是參宿四的外大氣層形狀發生改變，引起了亮度的變化。恆星大氣層的亮度關鍵取決於距中心核心（以及其他包裹層）的最外層多遠。這是因為恆星並不是固體而是巨型氣態球體。恆星依靠自身引力質量而緊緊束縛自己，這種力量用於抗衡它們核心所釋放的這種（字面上的）爆炸性能量。

恆星表面一直處於兩種力量的平衡狀態，平衡點決定了恆星的溫度，而溫度也決定了它的亮度。

天文學家們能夠觀測到恆星這種由於過快旋轉而引起的效應。這種情形下，旋轉離心力會導致恆星的赤道部分比它的兩極要膨脹一些。使得恆星的赤道部分遠離核心，進而使溫度降低，亮度降低。這種「重力昏暗」效應使得一些恆星的兩極部分看起來比中間部分更亮。

一個不速之客

參宿四不是由於轉動過快而成為本次事件的源頭，而是除旋轉之外的可能因素引起恆星一側膨脹。假如像小型黑洞這樣的一個不速之客，遊蕩到離這顆恆星太近，是可能引起恆星表面一側潮汐，就像月球引起地球潮汐那樣。

隨著潮汐膨脹的發生，赤道開始變暗，進而影響恆星的整個外觀。隨著訪客的離開，參宿四上所有受影響的大氣層區域都回歸正常，也恢復它正常的巨量輻射輸出。

有天文學家團隊研究了這種假設，他們的成果發表在《皇家天文學會月刊》雜誌。通過研究這個短暫遊蕩到參宿四星系，未知且看不見的訪客的質量和速度等幾個參數，他們得出結論，這種假設不可能引起恆星60％的變暗。

但是，這個訪客的旅程可能會引起其他效應，例如強烈的恆星噴發，疊加潮汐效應引起的「重力昏暗」效應，大量噴射物質能使我們對參宿四的觀測變得暫時模糊，總體效應可以解釋這種「大暗淡」事件。

天文學家可能從來沒有完全理解，2019年末在參宿四上究竟發生了什麼。畢竟，在我們對這顆知名恆星的所有觀測記錄中，它只發生了一次。隨著對參宿四和其他類似紅超巨星更進一步的觀測，才可能揭示答案。在黑洞近距離接觸引起潮汐膨脹而產生的「重力昏暗」效應，接著之後發生大量表層物質噴發，這種解釋看起來有些牽強，但證據有限，我們只能虛構出最合適的描述。

BY:Paul Sutter

FY: BG3UTZ

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選文：天文志願文章組-

翻譯：天文志願文章組-BG3UTZ

審核：天文志願文章組-

終審：天文志願文章組-零度星系

排版：天文志願文章組-零度星系

美觀：天文志願文章組-

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自：https://www.space.com/betelgeuse-great-dimming-passing-star-explained

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