恐怖气泡激烈翻滚：科学家首次清楚看到另一颗恒星表面的巨型结构

天文学家首次以极高的清晰度拍到太阳之外恒星表面的颗粒状结构。

迄今为止最清晰的剑鱼座R照片，呈现了这颗红超巨星表面巨大的等离子体气泡。这些气泡中每一个的大小都相当于75个太阳。它们在不停地上升和下沉。每一张小图的下方标注的是照片的拍摄日期。图一左下角的圆圈是地球轨道大小示意，供参考比较这颗巨星究竟有多大。ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Wouter Vlemmings

在人类实现首次商业太空行走的同时，天文学家又拍到了他们梦寐以求的东西，并被他们看到的东西震惊，那便是宇宙中除了太阳之外另一颗恒星表面的丰富细节，这些细节足以让科学家看清那颗恒星表面的巨大颗粒状结构，追踪那颗恒星表面的对流运动，就像我们观察太阳表面的米粒结构，追踪太阳表面的对流运动一样。

构成这些影像的数据是由欧洲南方天文台设置在南美智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列（ALMA）获取的。由于毫米/亚毫米波观测拥有极高的分辨率，影像清晰地呈现了剑鱼座R这颗红巨星表面的巨型等离子体气泡。这些气泡中的每一个都相当于75个太阳。它们正在以比理论预想更快的速度从恒星内部升起，然后落回。

主持研究的是瑞典查尔默斯理工大学教授Wouter Vlemmings，他说，这是有史以来人们首次以这种方式将一颗恒星表面的气泡真实地展现出来，由于数据质量极高，我们甚至可以看到恒星表面对流运动的许多细节。

恒星的核心是一个核聚变反应炉，在那里，有巨量的能量被释放出来。这些能量会上升到恒星表面，形成一个个巨大且炽热的等离子体气泡。气泡在恒星表面出现后，又会冷却和下沉。这一过程被称为对流。通过对流，恒星核心锻造的重元素，比如碳和氮等，能够向恒星的全身扩散。对流还能产生恒星风（类似于太阳风），通过恒星风，这些元素能够向宇宙空间扩散，成为孕育新恒星和行星的养分。

科学家早就知道太阳的对流及其表现形式——太阳表面的米粒结构。但是从未有人在其他恒星上观测到这种现象。原因很简单，就是因为其他恒星离我们过于遥远。但是近年来毫米/亚毫米波观测技术的兴起，使拍摄恒星高分辨率影像成为了可能。

剑鱼座R是一颗红超巨星，直径相当于太阳的350倍，距离地球相对较近，大约为180光年。但是剑鱼座R的质量却和太阳相近。也就是说，剑鱼座R现在的样子，可能就是太阳50亿年后的样子。

在ALMA拍摄的这一系列照片中，我们可以清楚地看到剑鱼座R表面存在许多颗粒状结构。这种颗粒与太阳表面的米粒结构十分相似，但剑鱼座R表面的这些颗粒大小与太阳表面的米粒不是一个数量级的，它们中的每一个都有大约75个太阳那么大。

研究人员还发现，剑鱼座R表面的这些颗粒会以大约30天为周期出现并消失，比科学家此前根据太阳所作的预测要快很多。研究人员表示，目前还不清楚是什么原因导致了这种差异。似乎对流会随着恒星的变老而发生某种人类目前还无法理解的变化。理解剑鱼座R的对流机制，或许可以帮助我们了解太阳未来会发生怎样的变化。50亿年后，在太阳变成行星状星云之前，它可能也会和剑鱼座R一样，变得又大又冷，表面满是巨大的气泡。

剑鱼座R及其周边区域在可见光望远镜中的样子。ESO

参考
Astronomers track bubbles on star’s surface in most detailed video yet
https://www.eso.org/public/news/eso2412/