前所未有的天文学:射电望远镜揭示的红巨星心大星大气

　　一个国际天文学家小组绘制了迄今为止最详细的红巨星心大星大气地图。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和国家科学基金会的卡尔·詹斯基超大型阵列(VLA)的前所未有的灵敏度和分辨率，从这颗恒星表面上方、整个色球层，一直到风区，揭示了心大星大气层的大小和温度。

　　红色超级巨星，像心大星和它更著名的表亲参宿四，是巨大的，相对寒冷的恒星。他们正在耗尽燃料、崩溃并成为超新星的途中。通过它们巨大的恒星风，它们将重元素发射到太空，从而在为宇宙中的生命提供必要的建筑材料方面发挥了重要作用。但是这些巨大的风是如何形成的还是一个谜。对离地球最近的超级巨星心大星大气的详细研究为找到答案迈出了关键的一步。

　　心大星的阿尔玛和VLA地图是除了太阳之外最详细的射电地图。阿尔玛在靠近其表面(其光学光球层)的地方用较短的波长观测到了心大星，而VLA观测到的较长波长揭示了更远的恒星大气。在可见光下，心大星的直径大约是太阳的700倍。但是当阿尔玛号和VLA号通过无线电光揭示了它的大气层时，这个超级巨人变得更加巨大。

　　爱尔兰都柏林高级研究所的埃蒙·奥格曼解释说:“一颗恒星的大小会因观测到的光波长不同而有很大差异。”该研究的主要作者发表在6月16日出版的《天文学与天体物理学》杂志上。" VLA的波长越长，揭示出这颗超级巨星的大气半径几乎是其半径的12倍。"

　　射电望远镜测量了心大星大气中大多数气体和等离子体的温度。最引人注目的是色球层的温度。这是恒星表面上方被磁场和冲击波加热的区域，这些磁场和冲击波是由恒星表面剧烈的旋转对流产生的——很像沸水中的沸腾运动。对色球知之甚少，这是第一次用无线电波探测到这个区域。

　　多亏了阿尔玛和VLA，科学家们发现这颗恒星的色球层延伸至其半径的2.5倍(我们太阳的色球层只有其半径的1/200)。他们还发现色球层的温度低于先前的光学和紫外线观测所显示的温度。最高温度为3500摄氏度(6400华氏度)，之后逐渐降低。相比之下，太阳的色球层温度几乎达到20，000摄氏度。

阿尔玛ALMA心大星

　　心大星与阿尔玛和VLA的无线电图像。阿尔玛用更短的波长观测到了靠近其表面的心大星，而VLA观测到的更长的波长揭示了更远的恒星大气。在VLA的图像中，可以看到一股巨大的风从心大星喷出，并被其较小但较热的伴星心大星照亮。NRAO/AUI/国家科学基金会，南达涅洛

　　这项研究发表在一篇题为“阿尔玛和VLA揭示了附近的红色超级巨星心宿二和参宿四的微温色球”的论文中，该论文由E. O'Gorman等人发表在《天文学和天体物理学》杂志上。