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红巨星

探索参宿四,这颗壮丽的红超巨星是天空中最大的恒星,以其戏剧性的波动和巨大的尺寸而闻名。

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尽管(或者正是因为)它奇特的名字,参宿四却是最著名的恒星之一。它位于猎户座肩膀上的显眼位置自然功不可没。它也是少数几颗在南北半球的每个国家都能看到的明亮恒星之一,这一点也为它增色不少。它悬于地球赤道之上,当我们的星球在十一月至四月间旋转面向它时,它橙色的光芒便会洒向各地的人们。

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参宿四(它的名字可能源自阿拉伯语,意为“带状白羊的腋窝”)是夜空中主要恒星中最大的一颗,是典型的超巨星。它的巨大可以通过一个模型来理解:如果将这个庞然大物缩小,使其直径等于一座十层楼高建筑的高度,那么在此相同尺度下,地球将只相当于句末的这个圆点。

很难想象如此巨大的物体会懒洋洋地像赫特公爵一样待在那里,但参宿四绝非迟钝。它每隔几年就会像麻醉师的氧气球一样膨胀和收缩,直径在太阳的400到600倍之间膨胀。在其最膨胀的时候,如果将参宿四放在太阳的位置,它将填满太阳系直到木星轨道。

这种“过山车”般的存在对于所有红超巨星来说都很普遍,也是恒星生命即将终结的迹象。事实上,在我们太阳依然闪耀的时候,参宿四早已消失。红巨星和膨胀恒星的这种生活方式是由于辐射能量向外喷射与引力坍缩之间史诗般的斗争造成的,两者大约每三年轮流获胜一次。你可以亲眼目睹这场戏剧:这颗注定毁灭的闪耀宝石会通过多年来明显的光度变化,揭示其不断变化的尺寸。

尽管参宿四距离地球有遥远的500光年,但它仍然是离我们最近的红超巨星,并且拥有天空中任何恒星中最大的视直径。难怪它是第一颗被测量出直径的恒星。1930年取得这一成功的、如今已司空见惯的方法是干涉测量法,它利用光学干涉图案来计算光源的尺寸。然后在1975年,天文学家们使用巨大的158英寸望远镜在基特峰,借助计算机增强技术,在参宿四上发现了类似于巨大太阳黑子的斑块。

如果我们将来能够通过望远镜看到恒星不再是光点而是真正的圆盘,那么很可能这将是第一次以参宿四为目标。这颗恒星从地球上看比满月小约36,000倍,理论上可以通过哈勃太空望远镜分辨。这将是哈勃望远镜的一大壮举;分辨参宿四的难度,相当于在约800英里外辨认一个篮球是否为圆盘。

1978年,天文学家们发现参宿四被一层钾气壳包围。这些物质起源于参宿四,但现在已经吹成了一个巨大的气泡,其范围比冥王星到太阳的距离远300倍。这种物质外溢展示了宇宙中大部分元素是如何形成的——是在恒星的熔炉中,而不是在最初的大爆炸中。谁知道呢?也许有一天,参宿四产生的钾的碎片会进入某个遥远行星上的生命体中。

我们不妨边吃着香蕉,边凝视十二月的夜空,欣赏我们大多数人能见到的最大天体。

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