参宿四可能有一颗伴星,而这意味着它很可能不会在不久的将来爆发。

神秘的红超巨星参宿四。ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / E. O’Gorman / P. Kervella

近日有科学家在分析了参宿四的光变曲线后发现,这颗著名的红超巨星实际上可能是由两颗恒星组成的。除了我们熟悉的参宿四本尊,在它的身旁可能还存在一颗质量大约相当于1.7个太阳的较小恒星。如果参宿四确实有伴星,那么它很可能不会在不久的将来爆发成超新星。

参宿四是一颗变星,它的光度会发生周期性的改变。最近这几年里,参宿四光度的显著变化导致一些天文学家猜测距离地球仅426光年的它是不是就要爆发了。因为理论上这颗行将就木的恒星,确实随时都有可能突然死去。只是它究竟会在什么时候爆发不得而知:也许在几万年后,也许就在下一秒。

而最近三位分别来自美国和匈牙利的天文学家在对参宿四长达2170天的光变周期进行了分析之后发现,在参宿四的主光变周期中,还隐藏着所谓的“次长周期”。而对于“次长周期”的最常见解释是,这是一对双星。

变星是会搏动的。它们会一点点变大,然后又一点点变小,同时其光度也会发生同步变化。天文学家一般会通过观测恒星的径向运动来研究变星的搏动。所谓径向运动指的是天体相对于观测者的前后位移。如果参宿四是单星,那么它的径向运动周期和它的光变周期应当是同步的。但参宿四的这两个周期并不同步,就好像两个合奏音乐的人打着不同的节拍。

这种不同步表明,可能有一颗较小的伴星在环绕参宿四主星运行。当它和参宿四一同出现在观测者的视野中时,参宿四看起来比较亮,反之就比较暗。这种亮度变化会掩盖恒星搏动导致的光度变化,使恒星的搏动周期和光变周期失去协调性。2019年底参宿四的突然变暗,虽然可能与尘埃的遮掩有关,但是同时也有可能受到了参宿四伴星的影响。

无论如何,参宿四作为一颗红超巨星,其宿命是成为超新星。但它如果有伴星,那么它变成超新星的过程会趋于复杂化。伴星的存在很可能会延缓其爆发的时间。

研究结果显示,如果参宿四的2170天光变周期是一种基本模式,那么就意味着它的半径很大,其核心很快就会进行碳燃烧,距离爆发也只有几百甚至几十年;但是假如其中隐藏着受伴星影响而形成的“次长周期”,那就意味着参宿四仍在进行安全的氦燃烧,距离爆发还很久,我们至少还要再等几十万年。

参考
A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in α Orionis
https://arxiv.org/html/2408.09089v1