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一些新闻报道的最新消息,这两个消息在首次宣布时引起了不小的轰动:金星大气中的磷化氢(膦),以及尘埃在2019年末/2020年早期导致参宿四(Betelgeuse)变暗 。
图注:通过日本的Akatsuki探测器(左)在紫外线和红外光下观察到的金星,以及参宿四(Betelgeuse)大气的计算机模型(右)。
两个报道的最新版本是:金星磷化氢(膦)实际上可能是二氧化硫,而早期导致参宿四(Betelgeuse)变暗可能是因为它变凉了。
您可能还记得,早在2020年9月,一组天文学家宣布他们可能已在金星大气中发现了膦分子的证据。通常,这是一个相当令人吃惊的发现,但事实是您不会期望在那里找到该特定分子,因为在金星的地狱般的环境中它很容易被破坏……而且,在地球上,磷化氢(膦)主要是由厌氧细菌产生的 ,因为它们以生物的残骸为食。
图注:日本Akasuki航天器的处理图像显示金星在紫外线(左)和红外(右),显示其热特征。
是的,这很重要。但是随后,人们对此表示怀疑,其他科学家称所使用的数据未使用正确的文件进行校准,这可能使它看起来像在实际上不存在磷化氢时就已看到磷化氢(膦)。还有其他一些问题。
最初的团队随后作出回应,说当他们使用更新的校准文件时,检测仍然存在,尽管检测能力较弱。但是后来事情变得有趣了。
做出最初发现的天文学家看着一个光谱,将金星发出的光分解为各种颜色。不同的分子以不同的特定颜色吸收光,从而可以识别它们。但是,有时分子吸收的颜色非常相似,即使颜色不重叠,也会使问题困惑。提出这一点的新论文表明,二氧化硫(SO2)被误认为是磷化氢(膦),因为它吸收的光与磷化氢(膦)波长相同。
这是一个有趣的论点。已知二氧化硫存在于金星大气中,并且他们(使用行星大气模型)认为,数据中可见的特征可以由存在于金星表面上方约80km的SO2来解释。据称磷化氢(膦)大约在50公里处,但是新论文认为磷化氢(膦)会在该区域迅速被破坏。
该论点令人信服,并且很可能是正确的。最初可能看不到磷化氢。这里的问题是这些数据处于可以看到的边缘,因此,如果不进行进一步,更深入的观察,则可能无法解决问题。我希望我们很快也会从原始团队那里听到更多信息。
从4000万公里外的行星移动到640(或可能530年)光年之外的膨胀恒星,让我们来谈谈参宿四(Betelgeuse)。
这颗标志性的星星在2019年末震惊了所有人,当时它的亮度暴跌,调暗了约50%。我们的肉眼很容易注意到它,并且它变暗的速度还相当怪异。
图注:猎户座(Orion)在12月日落后不久就在东方升起。最近,参宿四(Betelgeuse)(位于中心的左下方)戏剧性地褪色,亮度降低,看起来更像金牛座的毕宿五(Aldebaran)(位于顶部的中心)。
参宿四(Betelgeuse)是已知的变星,其亮度在几个不同的周期内变化百分之几。但是这种巨大的跌幅是前所未有的,而且很奇怪。天文学家立即开始想出办法来解释它。一个是巨型星点,事实证明这种可能性很小。另一个可能是,也许它的温度下降。第三个,我觉得最有可能是由于不同来源的支持,是它扬起巨大的尘埃云,阻塞了它的一些光。
但是刚刚发表了一篇新论文,这又使温度上升。我猜是向下还是向下:它们表明参宿四(Betelgeuse)的部分高层大气可能已经冷却了很多,解释了光线的下降。
恒星会发光,因为它们很热。如果它们冷下来,它们会变得微弱。但是,参宿四(Betelgeuse)是一个超级红巨星,比太阳大得多,而且质量更大,离地球更远。它的外层物理非常复杂,还没有被很好地理解。
恒星的上部在数月至数年的时间内会发生物理膨胀和收缩,使恒星更明亮、更暗、颜色和温度也会略有变化。在新论文中,作者表明,参宿四(Betelgeuse)的高层大气可能已经冷却了数百度,从而解释了这种变暗。
他们研究了很酷的恒星中常见的二氧化钛(TiO2)分子。它以一种特殊的方式吸收非常特定颜色的光,他们发现,当参宿四(Betelgeuse)变暗时,二氧化钛(TiO2)的吸收发生了变化,表明它比以前认为的要凉。确切的温度下降很难确定,但是在某一点上它们会明显下降150开尔文(1摄氏度=1开尔文)。他们声称,如果温度下降250 K,则根本不需要粉尘来解释调光。
图注:一组参宿四(Betelgeuse)的前后图像显示了它从2019年1月(左)到2019年12月(右)的变化。
复杂的是,这颗恒星的超高分辨率图像显示,只有南半球褪色,所以很可能那里发生了的温度下降。如果气温仅在大气层的一部分下降,则很难知道下降了多少,因为北半球保持不变,这使测量变得混乱。因此,下降250K并不一定是不合理的。
这让我怀疑,调光是否是由多个原因造成的,包括灰尘和温度下降。这并非不是不可能的,当宇宙中发生某种极端事件时,通常是因为两个或多个现象聚在一起以增加其影响。我只是推测,但我当然不会排除其他可能性。
有趣:金星是我们天空中最明亮的行星,也是离地球最近的一颗,而参宿四(Betelgeuse)是天空中最明亮的恒星之一,并且随着恒星的移动也相对较近。然而,这两者却有许多谜团等待我们去揭晓。
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