天文學家成功繪製心宿二的表面圖像

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天文學家成功繪製心宿二的表面圖像

當你在晴朗的夜空下仰起頭，如果周圍環境足夠黑暗的話，你將能夠看到數千顆閃耀的星星。但是在我們的肉眼看來，這些星星甚至還沒有針尖大。更不幸的是，即使使用專業級的天文望遠鏡，它們看起來還是這個樣子。星雲和星團可以有數百光年寬，單單一顆恆星相比較下就非常小了。這使得長久以來，天文學家只能夠在一定的細節程度上研究唯一一顆恆星的表面，也就是我們的太陽。但如今，一個天文學家團隊使用了3台望遠鏡來試圖獲得另一顆恆星的表面圖像——紅超巨星心宿二。

他們使用了位於智利的歐洲南方天文台的甚大望遠鏡干涉儀(Very Large Telescope Interferometer, VLTI)來繪製這第一幅除太陽以外的恆星的表面圖像。通過VLTI的天文用途多波束重組儀(Astronomical Multi-Beam Recombiner, AMBER)在近紅外波段採集的數據，天文學家可以獲得比心宿二角直徑精細7倍的解析度；而對於算上大氣層厚度的心宿二大小來說，這個解析度精細近12倍。結果便是他們能夠測量出恆星表面氣體的移動速度，這樣的功績以前只在太陽上實現過。

天文學家以史無前例的精細度繪製了心宿二表面的圖像，這是我們擁有的除太陽外最好的恆星圖像。

Credit: ESO/Keiichi Ohnaka

研究結果表明心宿二的大氣層含有幾個氣體叢，並且大氣層比預期的從恆星表面延伸地更遠，延伸出去將近兩倍恆星半徑的距離。僅僅是對流（熱氣體上升，冷氣體下降）還不足以解釋大氣層如此大的擴張。這意味著有另一種還未被發現的機制正在心宿二的大氣層中作用著。

天文學家還發現，超巨星經歷的質量虧損——它們爆炸前釋放出好幾倍於太陽質量的物質——發生於距恆星1.7倍恆星半徑以外的地方。當恆星發生超新星爆炸的時候，那些釋放出的物質就會因為來自爆炸的衝擊波而被點燃，留下我們所看到的震撼的超新星遺迹。

夜空中的心宿二在天蠍座中的位置。

智利北方天主教大學(Universidad Católica del Norte)的天文學家Keiichi Ohnaka說：「像心宿二這樣的恆星為什麼在演化的最後階段如此快速地損失質量？這個問題已經困擾了天文學家半個世紀之久。甚大望遠鏡干涉儀是唯一的能夠直接測量心宿二巨大的大氣層中氣體運動的設施，而這也是解釋這個問題的重要的一步。我們面臨的下一項挑戰便是確定是什麼在推動大氣層中洶湧的氣體運動。」

類似的活動也在獵戶座參宿四的大氣層中被看到，但是心宿二大氣層中的氣體運動要更洶湧。參宿四的圖像在今年早些時候使用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列拍攝。

參宿四，使用ALMA在亞毫米波段拍攝，這是這顆恆星迄今拍攝過的最清晰的圖像。

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O』Gorman/P. Kervella

心宿二（天蠍座）是一顆距離我們550光年遠的紅超巨星，質量大約為太陽質量的12倍。它將最終以II型超新星的結果爆炸（它也是這個分類的標準原型星）。它經常被人們稱作「天蠍座的心臟」，並且肉眼看上去是紅顏色的。事實上，心宿二的拉丁名，Antares，字面意思為「火星的對手」，因為人們經常將它與火星搞混。

作者：Alison Klesman

翻譯：陸寅楓

校譯：陳艷玲

責任編輯：解仁江

牧夫新媒體編輯部

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