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红超巨星心宿二的艺术想象图。图片来源:NRAO/AUI/NSF,S. Dagnello
心宿二是天蝎座中最亮的恒星,是一颗距离地球约 550 光年的红超巨星。在可见光下它比太阳大 700 倍,质量是太阳的 12 倍,我们现在拥有其大气层的最佳地图。事实上,它是除太阳之外所有恒星中最好的射电图。
红超巨星是生命末期的巨大寒冷恒星,通过巨大的星风向太空喷出重元素。由于不知道这些巨大的风是如何产生的,因此天文学家观察了距地球最近的超巨星心宿二。
这一非凡成就报告于天文学与天体物理学,这要归功于两个世界级天文台的联合使用。美国国家科学基金会的卡尔·扬斯基甚大阵列(VLA)观察了心宿二大气层的外部,甚至突出显示了这颗巨大恒星释放的星风。智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)走得更近,研究其表面周围的大气。
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观测揭示了大气层的实际大小。 ALMA 瞄准的被称为色球层的区域的半径是心宿二的 2.5 倍,比之前的研究表明的温度要低,温度约为 3,500°C (6,300°F)。 VLA 观测显示了这颗恒星的外层延伸了多远。
都柏林高级研究所的主要作者埃蒙·奥戈尔曼 (Eamon O'Gorman) 在一份报告中解释道:“恒星的大小可能会根据观察到的光的波长而发生巨大变化。”陈述。 “VLA 的较长波长揭示了这颗超巨星的大气层,其范围接近恒星半径的 12 倍。”
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之前对这颗恒星的观测是在紫外线和可见光下进行的。这种方法往往会捕获恒星内部和周围最热的等离子体。无线电和亚毫米仪器对较冷的物质很敏感,因此,它们能够看到更远的大气层。
“我们认为红超巨星,例如心宿二和智利北天主教大学的合著者 Keiichi Ohnaka 说,他之前用红外光观察过心宿二的大气层。 “想象一下,他们的气氛是由许多不同颜色的点组成的一幅画,代表不同的温度。这幅画的大部分内容都包含射电望远镜可以看到的微温气体点,但也有只有红外望远镜才能看到的冷点,以及紫外线望远镜才能看到的热点。目前我们无法单独观察这些点,但我们希望在未来的研究中进行尝试。”
这项工作还显示了色球层和恒星风加速区域之间的明显区别。 VLA 观测还发现部分风被心宿二 B 照亮,心宿二 B 的质量约为太阳的 7 倍,半径约为太阳的 5 倍。