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一颗气象卫星帮助解释了为什么红超巨星参宿四在 2019-2020 年经历了前所未有的变暗。
它的发现证实了早期的研究，该研究得出结论，变暗是恒星上一个低温点的结果，这减少了流向附近气体云的热量。 天文学家认为，这让云冷却并凝结成尘埃，挡住了参宿四的部分光线。
作为一颗变星，附近的参宿四的亮度通常会波动，但在 2019 年 2020 月，它开始变得比以往任何时候都暗淡。这导致人们猜测它可能会在超新星中爆炸。然而，到 XNUMX 年 XNUMX 月底，参宿四已经恢复到正常的亮度范围，这让天文学家对导致光度极度下降的原因感到摸不着头脑。
竞争理论
出现了两种对立的理论来减少光。 其中一个涉及在恒星中形成一个比参宿四表面其他部分更冷（也更暗）的大型对流室。 另一种理论涉及恒星被尘埃云部分遮挡。 然而，这两种理论都无法解释这颗恒星的变暗。
然后，在 2021 年，由 米格尔·蒙塔热斯 法国巴黎天文台根据与 SPHERE （光谱极化高对比度系外行星研究）仪器在智利的超大望远镜上，调光涉及 对流细胞和遮蔽尘埃.
现在，一群天文学家和气象学家，由 谷口大辅 东京大学的研究人员找到了支持这种双重解释的证据——这一切都归功于日本气象卫星的偶然观测， 向日葵8号.
恒星背景
该卫星于2014年发射，位于西太平洋上空35,786公里的地球静止轨道上。它以多种红外波长拍摄整个地球的照片，背景中可以看到包括参宿四在内的恒星。
“老实说，这个项目是从推特开始的”谷口解释说，回忆起他是如何看到一条推文描述了月球在 Himawari-8 拍摄的图像背景中是如何可见的。 他和他的合作者随后意识到，自 8 年以来的四年里，Himawari-2017 也一直在观察参宿四。
Himawari-8 每天对参宿四的观测比其他望远镜有一个优势，因为其他望远镜只能在某些时候监视参宿四。 Himawari-8 甚至可以在夏季观测这颗恒星，因为此时恒星距离太阳太近，无法进行可见光波长观测。卫星显示恒星本身冷却了 140°C。这足以减少对附近温暖气体云的辐射加热，导致云冷却并凝结成在中红外波长下可检测到的模糊灰尘。谷口的团队计算出，恒星的冷却和尘埃云的形成对天文学家所说的“大变暗”的贡献几乎相同。
“美丽的结果”
“这真是一个美妙的结果，”没有参与这项最新研究的蒙塔吉斯说。 “他们使用的方法非常原始。”
Himawari-8 的观测结果还表明，在变暗前 10 个月，参宿四的大气结构发生了变化。 恒星上通常会在恒星光谱中产生吸收线的水分子突然变成了发射线，这表明有什么东西激发了它们。
虽然没有确凿的证据证明发生了什么，但谷口推测“不规则的脉动可能导致恒星表面的温度下降，并出现可能从恒星喷出气体云的冲击波”。 这种冲击波可能已经穿过云层，引发了观察到的从吸收到发射显着谱线的转变。
Montargès 同意这似乎是一个合理的想法。 事实上，他认为在恒星表面冒泡的对流细胞，称为光球层，是唯一合理的解释。
光球活动
“气体云只能来自光球层，我们检测到的唯一光球层活动来自对流，即气体的强大运动，”他说。
对于像参宿四这样的红超巨星来说，现在判断这是否是正常行为还为时过早。 Montargès 提到了 1940 年代可能发生的另一次变暗事件，但除此之外，在两个多世纪以来对参宿四和其他红超巨星的监测中，还没有看到像大变暗这样的现象。 可能这样的事件也发生在其他红超巨星身上，只是因为它们的持续时间相对较短，我们才错过了它们。
新证据支持参宿四“大调光”的暗点理论
“在断定这是这类恒星的常见行为之前，我们需要在其他地方观察它，”蒙塔格斯说。
与此同时，谷口和同事们正在充分利用 Himawari-8 来监测其他恒星。 他们已经启动了新项目，以制作红外光老化恒星变化的目录，并寻找在红外波长下变化的新类型物体。
“所有这些项目都使用同一颗卫星 Himawari-8，”Taniguchi 说。 “我希望其他一些科学家也将使用 Himawari-8 或其他气象卫星开始他们自己的项目。”
该研究描述于 自然天文学.
