参宿四位于猎户座的肩膀上，有着明显的红色色调，是夜空中最容易辨认的恒星之一。但它也是变化最快的恒星之一。托勒密将其描述为橙褐色的，而在此之前的三个世纪，中国的观测者说它是黄色的。
最近，天文学家将参宿四归类为红巨星，这是一种接近生命终点期的恒星。这意味着参宿四将在未来几十万到一百万年内爆发成超新星。他们还发现它在脉动——在几个月到几年不等的时间周期内变得更亮或更暗。
然后事情开始迅速发展。2019年，参宿四突然变暗，然后在几个月后恢复正常，好奇的天文学家们远远地观察着。大家最关心的问题是参宿四是否即将爆发。事后，天文学家们得出结论，变暗很可能是由尘埃云造成的，而参宿四的超新星爆发可能还要数万到数十万年。
恒星爆炸
现在，日本东北大学的saio Hideyuki和他的同事们重新分析了数据，并表示参宿四可能比任何人想象的都更接近爆发。“我们得出结论，参宿四正处于核心碳燃烧的晚期阶段，是下一颗银河超新星的有力候选者，”他们说。
首先，我们来了解一些背景知识。恒星在其生命周期中的变化过程是天文学中一个被广泛研究的课题。一般来说，恒星形成于氢和氦气球的坍缩，导致氢原子核聚变并释放出巨大的能量。这些能量加热恒星，阻止其进一步坍缩，但这仅限于恒星拥有足够氢燃料来维持它。
然而，随着时间的推移，氢会耗尽，恒星开始聚变氦。这会导致恒星膨胀，变得更红，并最终燃烧更重的元素，如碳，形成一个铁核。
铁是最稳定的元素，因此无法通过聚变释放能量。所以当碳耗尽时，恒星就会在超新星爆发中坍缩，形成一颗中子星，或者如果质量足够大，则形成一个黑洞。
天文学家们早就知道参宿四是这条序列末端的红超巨星，并且很可能发生超新星爆发。最大的问题是何时发生。
现在saio及其团队表示，一个重要的线索来自于恒星的脉动方式。脉动本质上是振动，其中压力波导致恒星燃烧得更旺盛，暂时变得更大更亮，从而降低了燃烧速率，使其再次变暗。
脉动的终结
这些脉动可能很复杂，但精确的测量为恒星的质量以及内部正在进行的聚变过程类型设定了重要的限制。
saio及其团队创建了一个模拟参宿四脉动的模型，并表示该模型提供了对其内部状态的独特见解。这些脉动分别以2200天、420天、230天和185天的周期发生。该团队还模拟了这样一颗恒星可能产生的亮度，并表示这与参宿四的亮度完全匹配，其半径大约是太阳半径的1300倍。
参宿四以这种方式脉动的唯一途径是，它正处于其碳燃烧周期的最后阶段。这意味着这颗恒星核心的坍缩以及随之而来的超新星爆发迫在眉睫。“他们得出结论，在核心碳耗尽后，预计会在几十年内发生核心坍缩并导致超新星爆发。”
如果它确实爆发了，参宿四将成为夜空中最亮的恒星，以及人类历史上最迷人、最壮观的现象之一。然而，天文学家们认为它距离足够远，不会威胁地球上的生命。
现在参宿四又开始表现异常，在过去的一个月左右亮度增加了50%。没有人知道这是否是超新星爆发的直接前兆，但无论如何，天文学家们都饶有兴趣地研究着这颗神秘的恒星。
参考：从其脉动周期推断的参宿四的演化阶段：arxiv.org/abs/2306.00287
