“我們正在實時觀察恆星的演化。”

天文學家仍在對紅超巨星參宿四進行新的發現，參宿四在幾年前經歷了一次神秘的“變暗”。這種變暗最終歸因於一個冷點和一個恆星“打嗝”，它把恆星籠罩在星際塵埃中。現在，來自哈勃太空望遠鏡和其他天文臺的新觀測，揭示了更多關於變暗之前的事件。

上圖：參宿四不規則表面及其巨大動態氣泡的概念圖，背景中點綴著遙遠的星星。

參宿四似乎在 2019 年遭受了一次大規模的表面物質拋射（SME）事件，爆炸的質量是我們的太陽在日冕物質拋射（CME）期間的 400 倍。根據上週發佈在物理 arXiv 上的一篇新論文，該事件的規模之大是前所未有的，表明 CME 和 SME 是明顯不同類型的事件。 （它已被《天體物理學雜誌》接受發表。）

參宿四是獵戶座中的一顆明亮的紅色恆星，獵戶座是離地球最近的大質量恆星之一，大約700光年遠。這是一顆古老的恆星，它已經到了發出暗紅色光芒並膨脹的階段，熾熱的核心只對外層有微弱的引力控制。這顆恆星有一種類似於心跳的東西，儘管它非常緩慢且不規則。隨著時間的推移，恆星的表面會經歷膨脹和收縮的週期。

其中，一個週期相當有規律，需要五年多一點的時間才能完成。在此基礎上，還有一個更短、更不規則的週期，需要不到一年到一年半的時間才能完成。雖然用地面望遠鏡很容易跟蹤到週期，但這種變化不會引起恆星光線的根本性變化，而這種變化可以解釋在變暗事件中看到的變化。

天文學家在2019年12月首次注意到參宿四發出的光線奇怪、戲劇性的變暗。這顆恆星變暗了很多，肉眼就能看到差別。這種變暗現象持續存在，在2月中旬亮度下降了35%，然後在2020年4月再次變亮。

天文學家對這一現象感到困惑，他們想知道這是否是這顆恆星即將發生超新星爆炸的跡象。幾個月後，他們將最可能的解釋縮小為兩種：恆星南部表面的短暫寒冷斑塊（類似於太陽黑子），或一團塵埃使地球上的觀察者看起來更暗。去年，天文學家確定塵埃是罪魁禍首，與冷點的短暫出現有關。

ESO 團隊得出的結論是，恆星向外的脈動會噴射出一個氣泡並將其推得更遠 —— 有點像恆星的“打嗝”。當對流驅動的冷斑出現在表面時，局部溫度下降足以將較重的元素（如硅）凝結成固體塵埃，形成一層遮蔽了恆星南半球亮度的面紗。

上圖：這幅插圖描繪了紅超巨星參宿四在其可見表面的大片巨大質量拋射後亮度的變化。

根據這篇最新論文作者們的說法，這次事件明顯不僅僅是恆星的“打嗝”。一股直徑超過100萬英里的大型對流羽流從這顆紅巨星的內部深處冒了出來。由此產生的衝擊和脈衝強大到足以產生一個 SME，將恆星的一大塊光球層炸入太空。這就產生了被塵埃雲覆蓋的寒帶，這就解釋了為什麼會變暗。

這顆紅巨星才剛剛開始從那次災難性事件中恢復過來。哈佛-史密森天體物理中心的合著者安德里亞·杜普里（Andrea Dupree）說：“參宿四現在繼續做著一些非常不尋常的事情。他把這種活動比作一盤果凍。它標誌性的脈動也停止了（希望是暫時的），也許是因為當光球層開始緩慢地重建自己時，內部對流細胞‘像不平衡的洗衣機桶一樣到處晃動’”。

安德里亞·杜普里表示：“我們以前從未見過恆星表面的大規模拋射。我們還沒有完全理解正在發生的事情。這是一種全新的現象，我們可以直接觀察並用哈勃解決表面細節。我們正在實時觀察恆星演化。”

韋伯太空望遠鏡可能能夠在紅外光中探測到噴射出的物質，因為它繼續遠離恆星，這可能會告訴天文學家更多關於發生了什麼 —— 以及它對其他類似恆星的影響。