發光亮度是太陽的50萬倍，這四顆「黃超巨星」反覆冷卻和加熱

2020-09-13 科學之美

一個由專業和業餘天文學家組成的國際研究團隊，包括比利時皇家天文臺的天文學家亞歷克斯·洛貝爾(Alex Lobel)，已經詳細測定了四顆黃超巨星的溫度如何在幾十年內從4000度上升到8000度，然後又再次上升，其研究發現發表在《天文學與天體物理學》期刊上。研究人員分析了過去五十到一百年間在地球上觀察到的四顆黃超巨星的光線。黃超巨星是巨大的發光恆星，它們比太陽重15到20倍，發光亮度是太陽的500000倍。

這些恆星的大氣層可以如此巨大，如果它們取代了我們的太陽，將延伸到木星的軌道之外。由於研究人員進行了如此長的一系列測量，可以詳細地看到恆星是如何在幾十年內變得更熱，並在幾年內冷卻下來的。這個循環從一顆較冷的恆星開始，在幾十年內，平均大氣溫度上升到8000度左右。然而在8000度時，由於放大的脈動，大氣變得不穩定，在某個特定的時刻，整個大氣層都會爆發，結果是迅速冷卻，並發生了一個自我加速的過程。

在這個過程中，電子附著在氫離子上，釋放出大量的電離能量，這會進一步冷卻大氣層。從8000度冷卻到4000度只需要兩年的時間。然後循環又從頭開始，只是有一顆質量稍小的恆星。天文學家認為，最終黃超巨星會轉變成一顆更熱的恆星，並以超新星的形式結束生命。

在研究過程中，天文學家還發現四個被研究的黃超巨星中的一個並沒有之前假設的那麼大，這顆名為HR5171A的恆星比預期要小得多。探索的是四顆黃超巨星(YHG)，HR8752，HR5171A，ρCAS和HD 179821的可變光度和恆星性質，以及它們幾百天的脈動和多年的長期變化(LTV)。研究處理了多色和視覺光度學數據集，尋找洩露噴發或增強質量損失事件的光度學指標，主要使用公布的溫度校準計算恆星屬性，並研究LTV的性質及其對準周期和恆星屬性的影響。

BV測光揭示了恆星大氣中的高不透明度層，當溫度升高時，質量損失也隨之增加，因為高不透明度層的密度增加。結果，B和V中的吸收增加。在B中的吸收，大概是1到幾個0\fm1的數量級，總是比在V中高。這種差異使顏色指數變得更紅和可變(B−V)，但是吸收規律未知。YHGS的這一特性不可預測，這解釋了為什麼光譜溫度總是比光度溫度高。

而需要校正以減少多環芳烴(PAH)分子對HR 5171A的藍色發光，並且HR 5171A將不再是簇Gum48d的成員。HR5171A只受一個光源變化的影響，而不是文獻中建議的兩個光源。當紅色演化環(RL)將恆星轉移到HR圖上的紅色時，爆發的YHG更喜歡相對較冷的環境。在噴發後，一個藍色演化環(BL)被觸發，持續了一到幾十年。HR5171A在1960年至1974年之間的變紅事件，最有可能是由於紅色演化環，而1975年噴發後的變紅可能是由於殼噴射造成。

博科園｜研究/來自：比利時皇家天文臺

參考期刊《天文學與天體物理學》

DOI: 10.1051/0004-6361/201834358

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