这是科学家拍到的参宿四最新图像：它的表面很奇怪，有个巨大气泡
2020年初，参宿四发生了一件让全世界天文学家都非常震惊的事——它突然暗了下来，亮度掉到平时的四成左右，像一盏快要熄灭的灯。 不过几个月后它又恢复了正常。 但这场被称为大暗化的事件却留下了一个悬念：这颗濒临死亡的红色巨星，它到底发生了什么？ 要回答这个问题，普通望远镜不够用。 参宿四虽然是夜空中第十亮的恒星，但它离我们有五百多光年，表面细节在大多数望远镜里只是一团模糊的光斑。 天文学家需要一台既能看穿恒星外层大气、又能拍到精细细节的设备。 2023年8月，智利阿塔卡马沙漠里的ALMA望远镜阵列接到了这个任务。 而观测的结果及研究，已被研究人员于2026年8月28日发表在预印本平台，这项研究目前已被《天文学与天体物理学》杂志接收。 ALMA由66台射电望远镜组成，当它们拉开到最大间距16公里时，它们组合起来的分辨能力，相当于能看清月球表面一个13米宽的物体。 而这一次的观测，科学家选择了0.6到1.4毫米波长的光。 为什么选这个波长？ 因为这些光不是从参宿四可见光下的光球层发出来的，而是来自它上方那层正在膨胀的大气最深处。 换句话说，ALMA拍的不是参宿四的表面，而是表面上那层膨胀大气的深层。 上一次ALMA专门给参宿四拍这样的照片，还是2015年大暗化发生之前。 把七年前和七年后的照片放在一起对比，就能看出这颗巨星到底变了没有。 不过观测的答案却是：它变了，又好像没变。 说它没变，是因为照片上最亮的那块热区，七年前就在那儿，七年后还在那儿，位置几乎没动。 这块热区在恒星的东北方向，温度比周围高出大约800度。 2015年它就是最亮的，2023年依然是。 这说明参宿四表面的某些大气团块非常稳定，一待就是至少七年，这比理论模型预测的寿命长得多。 说它变了，是因为整个大气层的斑驳感更强了。 2023年的照片显示，参宿四的内层大气变得更加不对称，除了东北方向的主热区，西南方向也冒出一块较暗的热区，恒星的边缘不再是规整的圆形，有的方向鼓出去，有的方向收进来，半径偏差达到了百分之六。 这些明暗斑块到底是什么？ 天文学家的解释是：对流单元。 我们可以把它想象成一锅正在慢炖的粥，锅底受热的粥往上冒，到了表面冷却后又沉下去，形成一个个翻滚的气泡。 太阳表面就布满了这种对流单元，只不过太阳的单元很小、数量多。 而参宿四这样的红色巨星，单元又大又少，几个巨型气泡就覆盖了整个表面，它们升到大气层时形成亮斑，冷却下沉时变成暗区。 但参宿四的对流单元比理论预期的更持久，这让天文学家有点意外。 按照现有模型，这些巨型气泡应该在几个月到几年内消散重组，但东北方向那块热区却稳稳待了至少七年。 这意味着我们对红超巨星表面物理的理解还不够完整。 ALMA还看到了更外层的情况。 在参宿四可见表面之外好几倍半径的地方，弥漫着由一氧化碳和一氧化硅等分子组成的气体。 这些气体呈现为一团团不规则的区域，分布也不对称，东北和西南方向的气体团块有明显差异。 气体的运动速度也很复杂，在东北到西南的方向上能看到一些速度梯度，天文学家怀疑这可能和恒星的自转有关，但目前还无法确认，因为这层分子气体本身就在不断变化，需要更多观测才能下结论。 说到这里，就绕不开一个悬而未决的问题：参宿四身边有没有伴星？ 近年来，有研究团队提出参宿四可能拥有一颗小质量伴星，用来解释观测到的一些周期性变化。 2025年有研究在日冕观测数据中找到了候选体，2026年又有独立分析在五到六倍标准偏差的置信水平上支持这一发现。 如果伴星真的存在，它的轨道周期大约5.78年，轨道可能接近侧向，投影轨道半长轴大约两倍恒星半径。 值得注意的是，这颗候选伴星的轨道轴方向，和东北、西南两块热区的排列方向大致吻合，伴星的预测位置也靠近恒星表面扭曲最明显的区域。 但论文作者只是指出了这些空间上的关联，并没有断言两者之间存在因果关系。 要确认伴星是否真的存在，以及它是否在影响参宿四的大气结构，还需要未来更高精度的观测。 那为什么天文学家要花这么大力气去看参宿四的膨胀大气呢？ 因为参宿四是离我们最近的红超巨星之一，而这类恒星的最终命运是超新星爆炸。 在爆炸之前，它们会通过强烈的恒星风把外层物质抛射到太空中，这些物质最终会成为新一代恒星和行星的原料。 但我们至今还不清楚，红超巨星到底是怎么把这么多物质抛出去的，是均匀地吹走，还是通过表面的巨型气泡一团团地喷出去？ 参宿四表面这些持久的热区、不对称的大气结构，正是解开这个谜题的关键线索。 它们告诉我们，红超巨星的外层并不是一个均匀平静的气体球，而是一个充满巨型对流、局部喷发和复杂动力学的活跃世界。 理解了这些，我们才能更准确地预测参宿四未来的演化，甚至在它最终爆炸的那一天，看懂它临终前发出的信号。 特别
