对超级巨星参宿四的研究揭示了其脉动的原因——而不是接近爆炸

Betelgeuse Southern地区发展

这个图表说明了南部地区如何在2019年底和2020年初延迟突然变得突然变得越来越淡了。插图信用:美国宇航局,欧安全宇委员会(StSCI)

重新校准Betelgeuse的质量,半径和距离。

参宿四通常是冬季天空中最明亮、最容易辨认的恒星之一,它位于猎户座的左肩。但是最近,它的行为很奇怪:在2020年初观测到它的亮度前所未有的大幅下降(图1),这引发了人们对参宿四可能即将爆炸的猜测。

为了了解更多,一个国际科学家团队,包括Kavli宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)的野本健一(Ken 'ichi Nomoto),对参宿四进行了严格的检查。他们得出的结论是,这颗恒星处于核心氦燃烧的早期阶段(在爆炸发生之前的10万多年),质量和半径都更小,而且比之前认为的更接近地球。他们还表明,参宿四较小的亮度变化是由恒星脉动驱动的,并暗示最近的大变暗事件与尘埃云有关。

参宿四最近的亮度变化

图1:参宿四最近的亮度变化。恒星脉动导致恒星的亮度变化,但2020年初的亮度大幅下降是前所未有的。通过对比2019年1月和2019年12月之间参宿四表面的直接图像,我们发现该恒星的大部分在2019年12月褪色,这可能表明它前面出现了尘埃云。这些照片是由欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜拍摄的。亮度数据见图2标题。信贷:ESO / M。Montarges et al。

这个研究小组是由来自澳大利亚国立大学(ANU)是在2020年1月在Kavli IPMU的邀请的演讲者,包括前Kavli IPMU项目研究员Shing-Chi Leung博士以及加州理工学院的现行博士后学者,以及Chiaki Kobayashi博士,赫特福德郡大学副教授,他是Kavli IPMU的联盟会员。

该团队通过使用进化,流体动力学和地震建模分析了BetelgeUSE的亮度变化(图2)。他们取得了更明确的想法,而不是在洁背上目前在核心燃烧氦气之前。他们还表明,由所谓的Kappa机制驱动的恒星脉动导致恒星连续亮或褪色,两个时段为185(±13.5)天,约400天。但是,2020年初的亮度大的亮度是前所未有的,并且可能是由于在图像中看到的BetelgeUse前面的灰尘(图1)。

Betelgeuse的亮度变化

图2:过去15年参宿四的亮度变化。数据中的缺口是参宿四每年在夜空中不可见的时间段。亮度数据由美国变星观测者协会(AAVSO)的观测者和空间太阳质量喷射成像仪收集。后者的数据由位于匈牙利布达佩斯的CSFK Konkoly天文台的László Molnár进行处理。资料来源:L. Molnár, AAVSO, UCSD/SMEI, NASA/STEREO/HI

他们的分析报告了当前的16.5至19至19至19日太阳能质量 - 略低于最近的估计数。该研究还揭示了贝格格的大大,以及它与地球的距离。这颗明星的实际规模已经有点神秘:例如,较早的研究表明它可能比轨道更大木星。然而,研究小组的结果显示,参宿四的半径只有太阳半径的三分之二,是太阳半径的750倍。一旦知道了这颗恒星的物理大小,就有可能确定它与地球的距离。到目前为止,研究小组的结果显示,它距离我们只有530光年,比之前估计的距离近25%。

他们的研究结果表明,参宿四都不接近爆炸,这是离地球太远了最终爆炸产生重大影响,尽管它仍然是一个非常大的交易,当一个超新星爆炸,爆炸等参宿四是最接近的候选人,它给了我们一个难得的机会去研究这样的恒星爆炸之前发生了什么。

Reference: “Standing on the Shoulders of Giants: New Mass and Distance Estimates for Betelgeuse through Combined Evolutionary, Asteroseismic, and Hydrodynamic Simulations with MESA” by Meridith Joyce, Shing-Chi Leung, László Molnár, Michael Ireland, Chiaki Kobayashi and Ken’ichi Nomoto, 13 October 2020,天体物理学杂志
DOI:10.3847 / 1538-4357 / ABB8DB
ARXIV:2006.09837

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