猎户座中那颗耀眼的红超巨星参宿四,长久以来都是天文学界关注的焦点。这颗距离地球约650光年的恒星,不仅是冬季夜空中最亮的恒星之一,更因其处于恒星演化末期且亮度呈现周期性变化而备受瞩目。而近期,一项关于参宿四的重大发现再次引发了科学界的广泛关注——天文学家首次直接拍摄到了参宿四的伴星图像。
此前,基于对参宿四观测数据的深入分析,天文学家们普遍推测这颗恒星可能拥有一颗伴星。2024年,两项独立研究更是预测,参宿四的伴星将在当年12月运行至距离主星最远的位置。这一线索为后续的观测提供了重要指引。
法国巴黎天文台天体物理仪器与研究实验室的天文学家米格尔·蒙塔热斯带领的团队,利用位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)及其光谱偏振高对比度系外行星研究(SPHERE)仪器,对参宿四展开了针对性观测。SPHERE仪器原本设计用于寻找系外行星,能够捕捉恒星周围微弱天体发出的光,这为观测参宿四的伴星提供了技术可能。
经过数月的观测数据收集与分析处理,研究团队终于取得了突破性成果——他们成功拍摄到了迄今为止最清晰的参宿四伴星图像,并将其命名为参宿四B。这一发现不仅证实了长期以来的猜想,更为研究双星系统的演化提供了珍贵资料。
参宿四本身是一颗质量巨大的恒星,其质量约为太阳的16.5至19倍,体积更是达到太阳的750至850倍,亮度可达太阳的10万倍。而它的伴星参宿四B同样不容小觑,研究团队估计,其质量约为太阳的2.6至3.1倍,直径约为太阳的1.8至2倍,亮度可达太阳的92倍。这样的规模在恒星世界中已属相当可观。
蒙塔热斯在接受采访时表示:“参宿四在人类历史上一直被持续观测,甚至出现在古老的壁画中。然而,直到现在,我们才揭开了它的一个基本特征——它拥有一颗伴星,并且我们获得了直接图像。”他进一步指出,根据现有模型,像参宿四这样的大质量恒星通常存在于双星系统或多恒星系统中,这一发现与理论预测高度吻合。
研究团队最初曾担心仪器灵敏度不足以观测到参宿四B,但实际观测结果显示,由于伴星的质量比预期更大,因此得以被成功捕捉。蒙塔热斯感慨道:“能够在一个研究如此深入的恒星周围发现一颗质量更大、亮度更高的近距离伴星,这本身就令人惊叹。这是科学领域最激动人心的时刻之一——发现新的、意想不到的事物。”
路透社的报道还提到,大质量恒星的寿命相对较短。尽管参宿四的年龄仅有约1000万年,远比太阳“年轻”,但它已经步入恒星演化的末期阶段。此前,当参宿四被认为是一颗单星时,科学家预测它将在1万到10万年后发生超新星爆发。然而,随着伴星的发现,这一预测变得充满不确定性。
蒙塔热斯解释说:“现在我们知道参宿四拥有一颗可能与它互相作用的伴星,因此无法确定它何时会爆炸。如果两颗恒星已经或将会互相作用,可能会延迟或加速超新星爆发。目前,我们无法对这颗恒星的未来做出准确判断。”这一发现无疑为参宿四的演化研究增添了新的变量与挑战。
据悉,这项研究的论文已于近期发表在期刊《天文学与天体物理学》上,为天文学界提供了关于双星系统与恒星演化的重要新见解。