参宿四不会超新星爆发了！它变暗的原因，是长了巨型“雀斑”

从去年开始，这颗夜空中最亮天体之一的参宿四就开始逐渐变暗，从0.5等星降为1.7等，亮度差了3倍。我们知道，直径达到太阳约900倍的参宿四是一颗红超巨星，它已经进入到了演化的末期，很有可能会发生超新星爆发，结束自己的生命。因此，它的亮度变化让人不禁怀疑：它真的要结束了吗？

大部分人都期待看到它的死亡，因为谁也没亲眼见过超新星爆发是什么模样的。尤其对于天文学家来说，如果能够亲眼目睹一次，那么将非常有利于我们了解恒星的演化过程。

（图片说明：红外望远镜WISE拍摄的参宿四，并渲染为蓝色）

不过，令人遗憾的是，当我们对超新星爆发充满期待的时候，参宿四居然从今年2月25日开始重新被“点亮”。科学家们对此表示“遗憾”的同时，也思考着该如何解释这个现象。3月份的时候，有两位科学家发表了他们的研究成果，指出：参宿四之所以在几个月的时间内出现了亮度的下降，或许只是来自于尘埃的遮蔽。

你可能会好奇：这是多重的灰尘才能遮挡住一颗恒星啊！实际上，宇宙中的尘埃和我们所说的尘埃完全不是一个概念，它们都是弥散在宇宙空间的物质。分布范围极广，所以可以遮挡住宇宙中的光芒。

（图片说明：哈勃太空望远镜拍摄到的参宿四以及它在夜空中的位置）

来自华盛顿大学的Emily Levesque解释说：“我们在红超巨星身上总能看到类似的情况，这是它们生命周期的一部分。红超巨星表面经常有物质会脱落下来，它们会以尘埃的形式凝聚在恒星的四周。在冷却和消散的过程中，它们会吸收一些射向我们的光线，阻碍我们的观测。”

参宿四就是典型的红超巨星，由于大部分燃料都已经燃烧，引力带来的压力和内部核聚变产生的向外膨胀的力开始不再平衡。在这种情况下，它们就会发生脉动，其周期可以达到几百甚至几千个地球日。而在我们看来，这就集中表现在亮度上。当两股力量略微失衡时，就会有物质从红超巨星表面脱落，形成科学家所说的遮挡它的尘埃。

（图片说明：猎户座分子云，左上方红色的就是参宿四）

因此，对于参宿四变暗的现象，我们也不必那么意外。只不过，对于这个物质脱落的过程，我们还没有完全理解。最近，马克斯·普朗克天文学研究所的Thavisha Dharmawardena和他的同事们，利用詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜和阿塔卡马探路者实验（APEX）望远镜在亚毫米波范围内的观测数据，重新审视了参宿四变暗的过程，并将研究成果发表在了《天体物理学杂志》上。

我们知道，波长较长的电磁波更容易绕过障碍。因此，他们才选择了比可见光更长的亚毫米波，利用其他人在这个波段对参宿四长达13年的观测资料，分析它变暗的现象。结果发现：参宿四在亚毫米波段也变暗了20%。既然抛开尘埃的因素它依然失去了一些亮度，那就意味着：参宿四的变暗不是尘埃遮挡那么简单，一定还有其他原因。

（图片说明：参宿四的艺术假想图）

既然尘埃解释不了参宿四变暗的原因，那么科学家们只能考虑恒星本身的因素了。该研究团队认为，参宿四表面出现的大型恒星斑或许是使它变暗的主要因素。这些恒星斑不是一般的大，甚至可能覆盖了它表明的50%-70%。而且，这不是一个恒星斑，而是分布在各处的多个恒星斑，每一个都异常巨大，因此导致参宿四变暗。

这个想法相当大胆，毕竟我们此前还没有发现过规模如此惊人的恒星斑。即使是太阳活动最剧烈的时候，黑子也不可能占到如此大的比例。而且，这个恒星斑的绝对面积也极其惊人，按照说的这个数字，用几十万个太阳才可能填满这个范围！因此，他们必须要给出合理的解释才能说服别人。

（图片说明：欧洲南方天文台在2019年12月利用甚大望远镜拍摄的参宿四及其周围的红外光，这是参宿四表面脱落的物质进入太空中形成的结构。由于恒星本身过于明亮，所以科学家用黑色圆盘遮挡住，才看见了周围较暗的尘埃羽状结构。中间的橙色圆点是参宿四，虽然在这张图里看起来很小，但是它的半径和木星到太阳的距离差不多。）

首先，我们要知道恒星的光度取决于哪些因素。注意，这里我们说的不是在地球上看到的亮度，而是它的绝对光度。实际上，一颗恒星的光度取决于两个因素，一个是尺寸，另一个就是温度。更庞大的恒星有更巨大的表面积，向外释放的光也更多，因此更亮。另外，温度越高，也能释放出更强的光能。

（图片说明：太阳黑子）

因此，当一颗恒星温度发生变化的时候，它的亮度也会发生变化。比如我们经常说到的太阳黑子，并非真的是黑色，只不过温度比周围区域低，所以被反衬得好像变暗了。

研究人员据此认为，参宿四之所以看起来变暗了，很可能就是它表明出现了巨大的恒星斑。他们还做了相关的计算，认为这些恒星斑的温度大约比平时低了200℃，由此造成了我们看到的亮度下降的幅度。同时，这种温度的下降在整个星球表面并不均匀，因此才出现了一块一块的恒星斑。

（图片说明：左图为2019年1月拍摄的参宿四，右图拍摄于2019年12月）

欧南台利用SPHERE相机拍摄的参宿四亮度对比，也有力地证明了他们的猜想。从上图中我们可以看到，参宿四变暗的只是它的一部分，这些变暗的部分可能就是它的恒星斑。

可以说，参宿四是我们除太阳以外，了解最多的一颗恒星了。但是，我们仍然有很多关于它的谜题无法解答。我们知道，太阳的活动周期大约为11年，那么，参宿四这样的红超巨星是否也有类似的周期性活动呢？这一段时间的亮度变化，是否能够证明这一点呢？

（图片说明：科学家猜测的参宿四表面恒星斑）

关于这些问题，科学家们仍然需要通过更多对于参宿四的观测来解答。由此看来，虽然错过了超新星爆发的壮丽景观，但参宿四巨大的体积对于我们来说，仍然是了解恒星的一个绝佳对象，它的存在给我们提供了大量的研究机会。因此，不论它是否会爆发，对于科学家来说，都是宇宙给我们的一个了解它的最佳机会。