大犬座VY为何忽明忽暗，让我们撩开星周神秘的“面纱”一探究竟
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2005年哈勃望远镜拍摄的红超巨星大犬座VY照片显示了周围混乱的灰尘云。这颗恒星位于图片中间左侧的白色斑点。
数据来源：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VYCMa）。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。
相比之下，太阳直径为140万公里。VY比太阳大一千多倍。一千多！如果大狗座VY在太阳系中心，它的半径将延伸到土星轨道附近。
这对地球来说太糟糕了。我们将在恒星中。这颗恒星产生了几十万倍于太阳的能量，我们的行星在这种情况下不会存在太久。
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狗座VY恒星周围的尘埃云照片；
中图:放大照片显示尘云中恒星的位置(太小看不见)；
右图：插图展示了正在喷发的恒星。
数据来源：美国宇航局、欧洲航天局和明尼苏达大学的罗伯塔·空间望远镜研究所韩福瑞J·奥姆斯戴德
这颗恒星的观测结果表明，它比同类恒星发出更多的红外光，这表明它被灰尘包围着。这通常来自于围绕恒星的岩石（硅酸盐）或碳（煤烟）物质的小颗粒（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，导致我们观察到过多的红外光。
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。
这些实验的美妙之处在于，他们测量了恒星与各种恒星的距离，并将其与恒星的速度结合起来，看看它们何时被喷射。他们的发现真的很有趣。这些恒星的年龄和其他特征表明，它们在70年、120年、200年和250年前被恒星吹走。
从恒星的历史观测数据来看，这些周期与恒星亮度变化很大的时间段是一致的。在这个周期中，恒星变暗变亮。
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喷发的过程：一波热而密集的气体从其深层涌出（图1和图2），冷却并离开（图3），以及我们如何从地球上观察到它（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)
这是非常有趣的，因为每个人都喜欢2019年底刚刚经历了一个巨大的变暗事件，因为没有完全爆发的参宿四。在过去的几个月里，参宿四的亮度只有平时的一半，天文学家仍在争论造成这种现象的原因。目前，有两种主流观点，一种是恒星的冷却导致其光度下降，另一种是尘埃的爆发阻塞了恒星的表面。我实际上倾向于后一种解释；参宿四周围有很多灰尘，我们知道它有时会以巨云的形式吹走这些物质。但温度下降的可能性仍然不能排除。
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狗座VY。数据来源：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·空间望远镜研究所韩福瑞J·奥姆斯戴德
四和大狗座VY还有其他的区别，其中一些是非常重要的。第四天是一颗规则变星，在根据其低层大气深处的物理现象决定的年中经历周期性亮度变化。VY它是一颗不规则的恒星，其亮度变化需要多年才能完成，其周期更有可能是由其上层大气层的物理现象决定的。因此，从一颗恒星推断另一颗恒星的性质时要更加小心。但这仍然是一个有争议的做法。
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
这样的恒星让我着迷和害怕。很难理解它们是多么令人震惊和强大，以及它们在生命周期中是如何存在的。然而，它们对星系的演变至关重要。它们在星核中形成重元素（如铁），然后随着它们的爆发分布到整个宇宙中。这些物质参与形成新的恒星、新的行星和我们。毫不夸张地说，包括我和你。
流经身体血液的铁曾经是一颗爆炸性的恒星(如大狗座)VY）这些铁元素在恒星爆炸后被泵入星系。如果这不足以让我们研究这样的恒星，那就没有其他理由了。
BY:Phil Plait
FY:簪花小甜豆
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