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參宿四之焰

2011/07/04 | | 標籤:

天文學家利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(VLT)及VISIR光譜儀,詳細觀測超巨星參宿四(Betelgeuse)周圍複雜且明亮的星雲。在這幅影像中,這個雲氣結構如同參宿四向四周噴出的火焰一樣,其實是參宿四向太空中拋出的大量物質所形成的。

參宿四,正式天文編號為獵戶座Alpha星,即獵戶座肩膀上的紅色亮星,冬季大三角之一,不僅是全天最亮的恆星之一,也是一顆紅超巨星(red supergiant),所以它是全天體積最大的恆星之一,半徑約為4.5AU,換言之,若將參宿四放在太陽的位置,則它的表面邊緣大約是在木星軌道附近。VLT影像所拍到的星雲結構,遠比參宿四本身大許多,寬達600億公里做又,相當於400AU,也就是太陽到地球平均距離的400倍左右。

像參宿四這樣的紅超巨星,其實是大質量恆星演化到接近生命末期時的狀況。由於恆星質量愈大、壽命愈短,所以在參宿四短短的一生中,會以驚人的速率將大量物質拋向太空,這樣的狀況已經持續了10,000年左右,向外拋出的物質量已經相當於1個太陽質量。

像參宿四這樣的恆星向外拋擲物質的過程其實牽涉到兩種現象。其一是形成龐大的羽狀氣體雲(plume),不過這種現象遠比目前VLT觀測到的星雲規模小很多,大約是從恆星表面向太空逐漸延伸。第二種則是發生於羽狀氣體雲之後,是參宿四大氣有巨大的對流胞,如同茶壺中煮沸的水一樣,氣體劇烈上下運動的結果。

頁首影像其實由兩幅影像合成,外層是VISIR新的觀測影像,中間部分則是2009年時以NACO觀測的羽狀氣體雲影像。而最中心的白色小圓圈則標示出參宿四的表面。中間有黑色圓盤,是因為必須將參宿四過亮的光芒遮蔽,這樣才能讓比較暗的星雲呈現出來。

VLT的新影像顯示第一種的羽狀氣體雲靠近參宿四表面,以某種結構與外層的星雲連結,VISIR的紅外影像中即呈現出這個連結結構。可見光波段無法看到星雲本身,因為參宿四實在是太亮了,以致於星雲的光輝完全被參宿四掩蓋,如同白天太陽太亮了,以致於看不到星星一樣。而這個星雲的結構不太規則,這樣不對稱的外型,顯示恆星拋出物質時並不是對稱的,或許是受到恆星物質對流胞或巨大羽狀氣體雲的影響。

而此影像所見的物質,絕大部分是成分以矽和鋁為主的塵埃,與我們地球及其他岩質行星的地殼物質組成大致相同。或許在很久很久以前,某顆類似參宿四的大質量恆星在消失之前所拋出的物質,就是現今地球上矽酸鹽類成分的來源。

資料來源:http://www.eso.org/public/news/eso1121/, 2011.06.23, KLC

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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