海王星金星4宫（大犬座VY为何忽明忽暗）

当我们谈到恒星的大小，可以细分为矮星，巨星，超巨星，以及特超巨星。

我们称之为特超巨星的这些恒星，质量非常大，生命周期短，随着后期巨大的爆炸，形成超新星后很快消亡。现在我们还知道，在它们死亡前还要忍受“咳嗽症”之苦：巨大的尘埃云喷发后，以高速向外抛散，导致恒星亮度急遽变化。

这听起来是不是似曾相识？是的，参宿四也是如此。但这个放放，后面再讲。

这是哈勃望远镜于2005年拍摄的红特超巨星大犬座VY的照片，图片展示了其周围混乱的尘埃云。这颗恒星位于图片中间偏左的白色斑点里。

资料来源：美国宇航局,欧洲航天局和明尼苏达大学的罗伯塔·韩福瑞

在这里，我们讲的是大犬座VY（或简称为VY CMa）。这颗臃肿的红特超巨星位于4000光年之外的大犬座（这只狗是希腊神话中俄里翁（猎户座）的猎犬之一）。在这种情况下，这个星座名实在是特别合适：大犬座VY是一颗巨大的恒星，直径超过20亿公里。

与之相比，太阳直径为140万公里。大犬座VY比太阳大一千多倍。一千多！若将大犬座VY放在太阳系中心，它的半径将延伸到土星轨道附近。

这对地球实在是太糟糕了。我们将处于恒星当中。这颗恒星产生几十万倍于太阳的能量，我们的行星在这种情况下将无法存在太久。

是的，这颗恒星在各个方向都在收缩。像这样的恒星不会存在很久，一般只有几百万年，随着时间增长，物质被来自恒星内部的辐射压力抛出，被表面产生的大量的光吹走。据推测大犬座VY最初的质量可能有太阳的40倍，迄今已经损失了大约一半的质量。我们的故事正是从这里开始。

左图：哈勃望远镜拍摄的大犬座VY恒星周围的尘埃云照片；

中图：放大照片来展示恒星在尘埃云中的位置（实在太小以致看不见）；

右图：插图展示了正在喷发的恒星。

资料来源：美国宇航局，欧洲航天局和明尼苏达大学的罗伯塔·韩福瑞，以及空间望远镜研究所的J·奥姆斯戴德

对这颗恒星的观测结果显示，它发出的红外光相比于同类恒星来说要多上许多，这说明它是被尘埃环绕的。这通常是来自围绕着恒星的岩石（硅酸盐）或碳质（煤烟）物质的微小粒子（我们称之为星环，一个很酷的名字）。它们被星光加热，将恒星发出的可见光变成红外光，这就导致了我们观测到过量的红外光。

对大犬座VY的非常高分辨率的观测结果将这些尘埃展示出来，同时也说明他们非常复杂。围绕恒星的有绳结状的物质、团、弧和四散的云。然而，使用哈勃望远镜进行的新观测，让天文学家得以测量出这些尘埃的移动速度——大部分尘埃以每小时数万公里的速度被喷射出来。十分的快！大犬座VY在干一件大事。

这些实验美妙的地方在于，他们测量了恒星到各种星团的距离，并将其与星团的速度相结合起来看它们是什么时候被喷射出的。他们的发现确实很有趣。这些星团的年龄和其他特征显示，它们大约在70、120、200和250年前被从恒星上吹走。

从恒星的历史观测数据来看，这些周期与恒星亮度有很大变化的时间段相一致，在这个周期里，恒星有很大程度的变暗和变亮。

换句话说，恒星内部的某些物理机制导致它喷射出这些巨大的尘埃云，而后尘埃云沿着我们和恒星之间的方向运动，导致恒星变暗。最后一次大爆发在十九世纪后期，当时大犬座VY黯淡了许多。大犬座VY曾经是（勉强的）肉眼可见，但是在喷发之后变暗，而且从那之后就没有再变亮过。

插图显示了参宿四尘埃喷发的过程：一波炎热的、稠密的气体从其深层向上涌出（图1和图2），冷却然后离开（图3），以及我们如何从地球上观测到它（图4）。资料来源：美国国家航空航天局，欧洲航天局，和E.惠特利（空间望远镜研究所）

这非常令人感兴趣，因为每个人都喜欢的没有完全爆发的参宿四，在2019年底刚刚经历一次巨大的变暗事件。数月间，参宿四的亮度变得只有平时的一半，天文学家还在争论导致这个现象的原因。目前有两种主流观点，一种是恒星的冷却导致其光度下降，另一种则是尘埃的爆发阻塞在恒星表面。我实际上倾向于后一种解释；有很多的尘埃围绕着参宿四，我们知道它有时会以巨云形式将这些物质吹走。但是温度的下降这个可能性至今还不能被排除。

参宿四仍是一颗红超巨星。质量更低，体积更小，不像大犬座VY那样明亮（毕竟大犬座VY是整个星系中最明亮的恒星之一），但非常相似。如果大犬座VY正在吹走尘埃和变暗，那么同样的事情也可能发生在大量的B型恒星上。

插图描绘了正在爆发巨大尘埃云的大犬座VY。资料来源：美国国家航空航天局，欧洲航天局，和明尼苏达大学的罗伯塔·韩福瑞，以及空间望远镜研究所的J·奥姆斯戴德

参宿四和大犬座VY还有其他的差异，其中一些很重要。参宿四是一颗规则变星，在根据其低层大气层深处发生的物理现象决定的一“年”中经历周期性亮度变化。而大犬座VY是一颗不规则变星，其亮度的变化需要很多年来完成，其周期更可能是从其上层大气层发生的物理现象决定的。所以，从一颗恒星推断另一颗恒星的性质时要更加小心。但这种做法仍然是一个很具有争议的。

一组显示了参宿四在2019年1月（左图）到2019年12月（右图）的光度是如何变化的图像。资料来源：欧洲南方天文台/M. 蒙塔尔盖斯等人

这样的恒星令我着迷，也让我害怕。这让人很难理解它们是多么令人震撼的巨大，引力多么强大，以及在他们的生命周期中是如何存在的。但是它们对于星系的演变是至关重要的，它们在星核中形成了重元素（比如铁元素），然后随着它们的爆发分布到整个宇宙中。这些物质遂参与形成了新的恒星，新的行星，还有我们。毫不夸张的讲，包括我和你。

流经身体的血液中的铁元素，曾经是一颗爆炸的恒星（如大犬座VY）的中心核的组成元素，这些铁元素在恒星爆炸后被泵送入星系中。如果单凭这一点还不足以让我们去研究这样的恒星，那就没有别的理由了。

BY: Phil Plait

FY: 簪花小甜豆

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