参宿四吞噬了一颗更小的恒星吗？

　　该研究中的图是模拟合并产生的质量损失的再现。从左到右，从上到下，它们显示了合并后7、10、14、21、27和40天的气体。红色是密度最大的气体，蓝色是密度最小的。致谢:uux.cn/Shiber等人，2023年

　　据今日宇宙（埃文·高夫）：参宿四是怎么回事？近年来，由于它的亮度发生了几次显着的变化，它成为了许多头条新闻。今年早些时候，这颗红色超巨星变亮了近50%，引发了它可能成为超新星的猜测。

　　但是新的研究表明参宿四发生了一些完全不同的事情，与它最近的波动无关。它可能吞噬了一颗较小的伴星。

　　听着，当一颗像参宿四这样的恒星变亮和变暗到如此大的程度，人类一定会注意到。这是因为它是一颗红色超巨星，肯定会爆炸成为超新星。但是没有必要跑出去给我们的防护头套买更多的锡纸。它离我们太远了，伤害不了我们，但会是一场精彩的灯光秀。

　　不幸的是，对于我们所有人心中的奇观探索者来说，这颗恒星最近的光度波动并不意味着它的爆炸和毁灭即将来临。相反，这些变化被归因于尘埃云和恒星的定期脉动。

　　一些新的研究无法解释参宿四最近的波动，但它表明我们的超级巨星邻居在过去发生了其他事情。发布到arXiv预印服务器上的新研究题为“参宿四是一颗大质量恒星与伴星的合并”主要作者是路易斯安那州立大学物理和天文系的Sagiv Shiber。

　　但是参宿四有伴星吗？

　　“大部分大质量恒星都存在于双星系统中，这一点已经确定，”作者写道。他们中的许多人将在进化过程中的某个时刻经历二元互动。有时，虽然很少，恒星可以合并。这就是参宿四孤独的原因吗？

　　当合并发生时，很大程度上取决于恒星各自的质量。可能会有短暂的“合并爆发”，质量损失，以及其他现象。

　　这都是通过新研究中的模拟来确定的。研究人员模拟了一颗16太阳质量的恒星和一颗较小的4太阳质量的恒星之间的合并。(参宿四的质量在16到19个太阳质量之间。)模拟显示，随着恒星越来越靠近，并共享一个共同的外壳，最终小恒星与主恒星的氦核合并。“伴星最终陷入主星的外壳，导致它旋转并随后与氦核合并，”作者解释道。这导致了轨道能量和热能的交换。最终，它触发了一个强大的脉冲，从核心穿过主星的外壳。

　　但不止于此。有时，它还会引发质量损失。这是因为合并导致的重力能量释放。这种能量必须以某种方式表达出来，它被转化为动能，驱使高速质量流离开初级粒子。在该小组的模拟中，质量损失高达0.6个地球质量。

　　但是当谈到参宿四时，过去某个时候合并的证据可能在恒星的自转中。它以大约5.5千米/秒的速度旋转。作为参考，我们的太阳大约以每秒2公里的速度自转。“例如，对参宿四的研究表明，一颗质量约为15 ~ 17米地球质量的主序前大质量恒星和一颗质量约为1 ~ 4米地球质量的低质量主序伴星之间的合并可以解释其隐含的高旋转速率，”论文指出。

　　这一合并并没有中断主星向红巨星(RSG)阶段的演化。但是它确实喷射物质，通常是通过极地的流出。这种气体可以以200-300千米/秒的速度传播，这是合并爆发事件的特征。

　　在V838 Monocerotis中有这种合并的先例。这可能是一颗发光的红色新星，是两颗恒星合并引起的恒星爆炸。直到2002年，它突然变亮，并在合并后的一段时间内成为最大的已知恒星之一。2007年的一篇论文得出结论，合并爆发是V838 Monocerotis变亮和膨胀的唯一解释。

　　参宿四也是这样吗？它是否与一个更小的伴星合并并消耗掉，不留痕迹？它隐含的自转速率支持这个结论，恒星的化学成分也是如此。

　　这项研究无法得出那个结论，但它有明显的可能性。有很多天体物理学家还不知道这些合并及其影响。恒星外壳和最终公共外壳的大小会影响幸存的主恒星最终的旋转速度。质量损失的数量，可以消除不同数量的动能，所以有很多。

　　作者在理解这些事件方面取得了一些进展，但他们需要改进的方法和工具来更完整地理解它们。

　　他们写道:“通过深入研究恒星合并的物理学，我们旨在增进我们对大质量恒星演化、超新星前身的属性以及合并在塑造天体物理瞬态景观中的作用的理解。”

　　没有迹象表明这种合并，如果发生的话，与参宿四最近的波动直接相关，或者与它最终作为超新星的爆炸直接相关。但总有一天，参宿四会爆炸。如果人类持续足够长的时间，那么许多未来的科学家将有幸目睹整个过程。那么我们可能最终会有答案。

　　但是现在，红色超巨星不断制造头条新闻。