

参宿四是猎户座的一部分,是地球上可见的最亮的恒星之一,也是夜空中观测最多的天体之一,但它可能并不孤单。
一项新的理论研究提出,参宿四有一个类似太阳的伴星围绕着它运行,这可能是它令人费解的周期性变亮的原因。
如果你把望远镜对准参宿四几个星期,你会看到它变暗,然后变亮,然后又变暗。这些脉动持续了大约400天,尽管2020年的“大变暗”事件揭示了这种周期性偶尔会出错。但如果你绘制参宿四多年来的光强度,你会发现这些长达400天的心跳叠加在一个更大、更慢的心跳上。技术上称为长二次周期(LSP),在参宿四的情况下,这种第二种类型的心跳持续大约6年,或2170天。
怀俄明大学的助理教授、这项新研究的合著者梅里迪斯·乔伊斯通过电子邮件告诉《生活科学》杂志:“有很多恒星都表现出了LSPs,但它们中的大多数都不像参宿四:它们的质量更低。”
恒星亮度的周期性变化通常发生在恒星膨胀然后收缩,一次又一次。这是因为恒星核心附近的气体过热,上升到表面,在那里膨胀,导致恒星的大小增加,但随后冷却并回落到内部,使恒星缩小。天文学家的普遍共识是,参宿四长达400天的脉动源于这种循环。尽管有几种可能的理论,包括巨大尘埃云的存在,但这颗恒星长达2170天的LSP的原因仍然难以捉摸。
天文学家探索了一系列可能产生大而缓慢的亮度脉动的现象。其中包括恒星核心和表面旋转速度的差异,以及参宿四混沌磁场产生的类似太阳黑子的恒星黑子,这是由恒星内部的导电流体驱动的。
最终,只有一种情况可以解释参宿四的所有参数:一颗伴星穿过包围参宿四的尘埃云。
根据研究小组的假设,当这颗被乔伊斯称为“Betelbuddy”的伴星进入地球的视野时,它会暂时驱散伴星周围的尘埃云。因为这种尘埃通常会挡住参宿四,所以从地球的角度来看,它的消失会使这颗恒星看起来更亮。
研究小组的计算表明,参宿四的伙伴比行星大得多,质量可能是太阳的两倍。然而,乔伊斯说,这并不是决定性的;她个人认为参宿四可能是一颗中子星,一颗坍缩恒星的超密度核心。不过,在这种情况下,“我们希望通过x射线观测看到这一点的证据,但我们没有,”她说。
虽然之前没有研究表明参宿四有伴星,但乔伊斯说,考虑到统计数据,这并不完全出乎意料;大多数明星都有一个,甚至两个跟班。不过,验证这一预测需要直接观测双星伴星,而这在目前的技术条件下可能很难做到。尽管如此,乔伊斯和她的团队“正在整理一些观察建议。第一个机会之窗将在今年12月到来。”
这项研究尚未经过同行评审,但可以在arXiv服务器上以预印本的形式获得。