双子座望远镜震撼图像揭示：参宿四内部发现隐藏伴星

借助双子座望远镜的斑点成像技术和强大的8.1米集光镜面，天文学家终于发现了长期以来难以捉摸的、围绕参宿四运行的伴星。

几个世纪以来，参宿四 —— 夜空中最亮的恒星之一，也是距离地球最近的红超巨星 —— 似乎一直独自闪耀。然而，一颗隐藏在其光芒之中的神秘恒星伙伴终于显露了真容。

这一突破性发现得益于安装在双子座北望远镜（Gemini North telescope）上的强大斑点成像仪（speckle imager）。该仪器揭示了一颗暗淡的伴星，它出人意料地紧邻着这颗红超巨星。

斑点成像技术通过快速曝光来冻结大气畸变，使天文学家能够捕捉到极其清晰的图像。结合双子座北望远镜8.1米的镜面，该技术得以直接观测到参宿四隐藏的伴星，这是以往任何望远镜都未能实现的成就。

巨人之内的轨道

这一发现距离2019年至2020年著名的“参宿四大变暗”（Great Dimming）事件仅过去几年。当时参宿四的亮度急剧下降，引发了它即将爆发成为超新星的猜测。虽然事后该事件被归因于尘埃云，但它重新点燃了科学家的好奇心，促使研究人员重新审视历史数据，最终为这次突破性发现奠定了基础。

这颗伴星在可见光波段比参宿四暗约六个星等，其轨道深深嵌入恒星扩展的大气层内部，这使得此前几乎无法探测到它。

在NASA艾姆斯研究中心科学家史蒂夫·豪威尔（Steve Howell）的带领下，研究团队使用了名为“‘Alopeke”（夏威夷语意为“狐狸”）的斑点成像仪，捕捉到了高对比度、短曝光图像，从而在参宿四压倒性的光芒中分辨出了这颗暗淡的恒星。

豪威尔表示：“双子座北望远镜获取高角分辨率和锐利对比度的能力，使得我们能够直接探测到参宿四的伴星。”他进一步解释说，‘Alopeke做到了其他望远镜从未做到的事情：“那些预测参宿四存在伴星的论文都认为，可能永远无法对它进行成像。”

对伴星光线的分析显示，它很可能是一颗A型或B型的主序前阶段恒星（pre-main-sequence star），即一颗仍在婴儿期、尚未开始氢聚变的炽热蓝白色恒星。它的质量约为太阳的1.5倍，其轨道与参宿四的距离仅相当于日地距离的四倍，使其成为迄今为止在猎户座肩部这颗红超巨星周围发现的距离最近的伴星。

‘Alopeke的惊鸿一瞥

这是首次在红超巨星周围直接探测到如此近距离的恒星伴星。更引人注目的是，这颗伴星位于参宿四的外层大气之内，这突显了‘Alopeke非凡的分辨能力。

这一发现可能最终解释了参宿四令人困惑的六年亮度变化周期。科学家们长期以来一直怀疑可能有一个隐藏的伙伴对此负责，但直到现在才探测到。

国际双子座天文台（NSF）项目主任马丁·斯蒂尔（Martin Still）表示：“国际双子座天文台提供的斑点成像能力，始终是一个了不起的工具，对所有天文学家开放，适用于广泛的天文学研究。解决这个困扰数百年的参宿四之谜，将成为一项令人振奋的标志性成就。”

这一发现揭示了超大质量恒星如何与近距离伴星相互作用，从而影响它们的演化和最终命运。

参宿四已接近生命终点，预计将在未来10万年内爆发成为超新星。但它的伴星可能时日更短。来自这颗巨星的潮汐力预计会将其向内拉拽，导致两者在未来1万年内发生剧烈的合并。

天文学家们现在正期待着2027年11月，届时伴星将到达距离参宿四最远的位置，提供迄今为止最清晰的观测视角，为深入了解这对非凡恒星组合的动力学提供难得的机会。

该发现将以《参宿四恒星伴星可能的直接成像发现》（"Probable direct imaging discovery of the stellar companion to Betelgeuse"）为题，于7月24日发表在《天体物理学杂志通讯》上。

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