心宿二：擾動的巨星

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心宿二：擾動的巨星

在天蠍座，我們可以找到距離我們大約550光年的紅超巨星——心宿二。一支由智利安托法加斯塔大學的Keiichi Ohnaka率領的研究小組和波恩的馬克思普朗特射電天文學學院首次記錄下了詳細的巨星的圖像。圖像中能顯示出表面熾熱氣體的運動和巨星的大氣層。（見圖）

研究者們使用位於智利的歐洲南方天文台的甚大望遠鏡拍攝下的紅巨星心宿二的影像。這是除了太陽之外，最清晰的恆星表面影像。

研究人員使用了位於智利的歐洲南方天文台甚大望遠鏡（VLTI）的射電干涉儀，將三台口徑1.8米望遠鏡的光線結合起來，使其能擁有與口徑82米巨型望遠鏡相媲美的解析度。心宿二在天空中只有37.6毫角秒的大小，相當於滿月大小的50000分之一。而這顆恆星的直徑大約有一億千米，如果它在太陽的位置上，那麼火星的軌道都會被其吞噬。質量是太陽的15倍，根據天文學的標尺，今後它會爆發成為一顆超新星。

在研究中，天文學家將從甚大望遠鏡捕獲到的紅外射線細分，以便區分出一氧化碳的光譜。同時，他們還考慮到了恆星在細微的紅移與藍移時光譜的變化情況。利用這些數據研究者們製作出了巨星的多普勒效應圖像。

通常情況下，心宿二的表面是相當均勻的，但是圖像中出現了兩個亮點。研究者們認為這裡是熾熱的氣體在恆星循環的地方。恆星的大氣層能延伸1.7倍的恆星半徑，並且呈現出不規則的形狀。這些巨量的氣體以20千米/秒的速度從恆星表面噴出或落下。

觀察到的運動模式與對流的過程十分相似。在重力場中，熾熱的氣體上升，而較冷的氣體下沉。但是對於心宿二來說，這些氣體的密度和範圍遠遠大於通常的巨星。因此，除了對流之外，應該還有其他的過程作用，使得如此大量的氣體能抬升至被我們觀測到的高度。一種可能是，恆星放出的輻射使這些物質遠離恆星表面。除此之外，塵埃物質也可能比估算的更加靠近恆星。研究者們同時必須考慮到恆星自轉和磁場所帶來的影響，並不斷的完善理論模型。

原文載於《Sterne und Weltraum 》2017年第10期

德文翻譯：系外行星地瓜君

校譯：王坤

編排：邱煜欣

責任編輯：解仁江

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