「它仍然感覺有點像科幻電影，好像我們去過那裡近距離觀看它。結果是如此令人興奮」。
來自參宿四模擬的快照顯示了對流如何主導其表面（右）
藍色斑塊顯示了參宿四遠離地球的區域，紅色區域是向地球移動的區域。（圖片來源：MPA/Ma,Jing-Ze et al）
最近對位於獵戶座的參宿四星的觀測，創造了一個關於紅超巨星的謎團。他們認為，它的旋轉速度遠遠超過其大小的恆星應該能夠旋轉的速度。現在，由博士生馬晶澤領導的馬克斯·普朗克天體物理研究所的一個團隊可能對參宿四的旋轉速度做出了解釋。也許，研究人員說，這實際上是恆星表面劇烈沸騰所造成的幻覺。馬和他的同事們認為，這顆恆星冒泡的表面可能會被誤認為是自轉，即使是最先進的望遠鏡也是如此。這個錯誤可能會導致觀測者相信距離地球500到600光年的參宿四似乎比正常情況下的旋轉速度更快。
對於如此巨大的恆星來說，旋轉的速度似乎比可能的更快。對大多數人來說，星星只是天空中發光的點。我們的結果再次強調，像參宿四這樣的恆星在表面上有如此劇烈的沸騰運動，我們可以在望遠鏡中看到這些運動，」馬告訴空間網站。「作為理論家，我們非常興奮，我們可以從模擬中做出預測，這些預測將在未來幾年內與觀測結果進行測試。」參宿四是一顆臭名昭著的紅超巨星，最近當它的變暗導致科學家推測它可能即將爆炸時成為頭條新聞。
「大多數恆星只是夜空中的微小光點。參宿四是如此之大，而且離我們很近，使用最好的望遠鏡，它是我們真正觀察和研究其沸騰表面的極少數恆星之一，」馬克斯普朗克天體物理研究所所長塞爾瑪·德·明克在一份聲明中說：「感覺還是有點像科幻電影，好像我們去過那裡近距離觀看。結果是如此令人興奮」。
參宿四，參宿四，參宿四！
參宿四是北半球地球上最亮的恆星之一，這意味著它被充分研究過，但正如對其變暗的觀察所顯示的那樣，這並不意味著它不能提供驚喜。
參宿四的直徑超過6.2億英里（10億公里），比太陽大1000多倍，是已知宇宙中最大的恆星之一。如果太陽和參宿四互換，紅超巨星放在太陽系的中心，它將吞沒水星、金星、地球和火星，其大氣層一直延伸到木星的軌道。這樣的大質量恆星預計具有相對穩定的旋轉速度。這是因為當恆星在紅巨星階段「膨脹」並膨脹時，角動量守恆表明它們的自轉應該減慢。
這類似於地球上的溜冰者降低並展開手臂以減緩旋轉。然而，最近對參宿四的觀測，特別是使用位於智利北部的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）進行的觀測顯示，參宿四的旋轉速度約為每小時11,200英里（每秒5公里），這大約是噴氣飛機八倍的速度。
ALMA是一個由66個無線電天線組成的天文台，它們共同組成了一個望遠鏡，它發現參宿四的一半似乎正在接近地球，而另一半似乎正在後退。正是參宿四外層的這個所謂的「偶極徑向速度圖」，科學家們解釋為快速旋轉。然而，這種解釋取決於參宿四被認為是一個完美的圓形球體，而新研究的研究人員指出，事實並非如此。這顆紅超巨星的表面充滿了沸騰的氣泡。事實上，其中一些氣泡與地球圍繞太陽的整個軌道一樣大。這些氣泡由一種稱為對流的熱傳遞機制提供動力，可以以高達6.7萬英里/小時（30公里/秒）的速度上升和下降，大約是阿爾忒彌斯任務的載人飛船獵戶座飛船的三倍。
為了分析參宿四這張精確的氣泡照片，該團隊開發了一個新的後處理計算機軟體包，以模擬合成ALMA圖像，並將其與非旋轉紅超巨星的3D輻射流體動力學模擬進行比較。這表明，在參宿四一側升起的一團沸騰的氣泡，當另一團沸騰的氣泡落在另一側時，會產生一個偶極徑向速度圖。該團隊說，這種對流在實際的ALMA觀測中會變得模糊，使其與快速旋轉無法區分。事實上，研究人員發現，在大約90%的模擬中，參宿四會被解釋為以每小時數萬英里的速度旋轉，因為紅超巨星表面上的這種大規模沸騰。然而，如果團隊的建模是錯誤的，可能還有其他解釋。例如，它可能表明這顆紅超巨星很久以前就在進行一些恆星自相殘殺。「如果參宿四最終還是在快速旋轉，那麼我們認為它一定是被旋轉的。
「如果參宿四最終還是在快速旋轉，那麼我們認為它一定是在吃了一顆圍繞它運行的小伴星後旋轉起來的。de Mink補充說。發現表明紅超巨星參宿四實際上是2000年前的黃色-令人費解的參宿四星終究會在我們的有生之年爆炸嗎？-這就是超巨星參宿四變成超新星的樣子該團隊現在將利用對參宿四的進一步觀察來評估其旋轉速度，並更好地了解其沸騰表面如何影響這些測量，從而將他們的模型進行測試。「對於像參宿四這樣的巨大沸騰恆星，我們仍有很多不了解的地方。它們是如何真正工作的？它們是如何失去質量的？哪些分子可以在其流出物中形成？為什麼參宿四突然變亮了？研究合著者和CNRS天文學家Andrea Chiavassa說。「我們正在努力工作，使我們的計算機模擬變得越來越好，但我們真的需要來自ALMA等望遠鏡的令人難以置信的數據。」該團隊的研究發表在2月份的天體物理學雜誌上。
By: Robert Lea
Fy: 何丹懷（懷）
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