参宿四的大气变得斑驳且不对称，附近的伴星可能正在塑造这种模式
ALMA的观测显示参宿四表面出现了巨大的热点。图片来源：Bill Dent 等人。
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（萨姆·贾曼）：自2020年参宿四星剧烈变暗以来，天文学家团队首次利用阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）观测了参宿四的内大气。由曼彻斯特大学的比尔·登特领导的团队发现，这颗巨星的内大气变得越来越不均匀和不对称，这种现象可能与一个更小的伴星有关。
他们的研究成果即将发表在《天文学与天体物理学》上，最终可能揭示这颗天上第十亮恒星生命末期发生的剧烈变化。
大暗潮
对于天文学家来说，参宿四是夜空中最熟悉的天体之一。如今，它的光已被广泛研究，涵盖电磁波谱——但近年来，这颗老化恒星发生了快速变化。登特解释道：“参宿四是最接近的红超巨星之一——它们必然会以超新星爆炸，但在此期间，它们正用强劲的恒星风污染星际空间。”
2020年发生了一个特别显著的变化，当时这颗恒星突然暗了大约2.5倍，这一事件后来被称为“大暗淡”。在事件之后，关于参宿四表面和内层大气迅速发生的变化，仍有许多疑问。
在所有红超巨星中，天文学家发现这些层随着恒星老化变得越来越不平整，形成明亮的斑点和斑块，与恒星其他部分形成强烈对比。丹特团队怀疑这些变化可能与大暗淡有关——但他们需要更清晰的观测数据来证实他们的理论。
成像一颗变化后的恒星
天文学家们使用ALMA观测了参宿四，ALMA是位于智利阿塔卡马沙漠的66台射电望远镜，能够产生极高分辨率的图像。ALMA上一次专门指向参宿四是在2015年，也就是大暗淡之前。
关键是，ALMA能够探测波长范围为0.6–1.4毫米，这些波长来自参宿四可见表面上方的一层——追踪其延伸大气的最内层。为了最大化图像分辨率，登特团队在设施中使用了最长的基线，同时从阵列内距离最大的天线对进行测量。
Dent描述道，还利用有利的天气条件和尖端的数据处理技术，“我们能够以低至7毫角秒的分辨率成像电离和分子气体——相当于分辨月球表面直径13米（43英尺）的特征。”
斑点和不对称
正如早期研究预测的那样，观测显示参宿四的内大气自2015年以来变得更加不稳定且不对称，有些热点比周围环境高出约800度。
ALMA还揭示了恒星表面的峰值和谷，表明存在庞大的对流细胞。像太阳这样的恒星都被这些细胞覆盖，这些细胞在加热上升流气体膨胀到大气层后冷却并沉回地表下时出现。但在这种情况下，热点的不规则分布表明参宿四大气中存在较少数量的对流细胞。
“最亮的热点也出现在2015年的数据中，表明对流细胞实际上相当持久，”Dent说。“它还确认热点沿特定方向优先排列。”
同伴的影响
令人惊讶的是，这种排列似乎与一颗更小、轨道较近的伴星轨道相关，天文学家在2026年7月发现了强有力的证据。如果该伴星轨道与参宿四的赤道面对齐，“这可能意味着最亮且持续时间最强的热点位于极地附近，那里的对流可能更活跃、更稳定，”登特预测。
通过进一步观测，天文学家们希望确认这一轨道联系。随着对参宿四大气中不平整和不对称性的更深入理解，天文学家最终有望获得迄今为止最清晰的红超巨星生命末期外层脱落图景。
出版信息
W.R.F. Dent 等人，《参宿四的ALMA高分辨率观测：跨越内层大气的持久结构》，《天文学与天体物理》（2026年）。DOI：10.1051/0004-6361/202660964在arXiv上的DOI：10.48550/arxiv.2608.19339
