参宿四隐藏的伴星历经数世纪搜寻终被发现

2019至2020年间，参宿四亮度出现急剧下降——该事件被称为"大暗化"。当时有人推测这颗恒星即将发生超新星爆发，但科学家最终确定暗化现象实际是由参宿四喷射出的大规模尘埃云所致。

虽然大暗化之谜已解开，但该事件重新激发了学界研究参宿四的热潮，促使科学家对这颗恒星的存档数据展开新分析。其中一项分析提出：参宿四六年周期性变光的成因可能是存在伴星。然而哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台后续搜寻中均未发现该伴星。

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NASA艾姆斯研究中心高级科学家Steve Howell领导的天体物理团队首次探测到这颗伴星。他们使用名为'Alopeke（夏威夷语意为"狐狸"）的斑点成像仪观测参宿四。该设备由NASA-NSF系外行星观测计划资助，搭载在美国国家科学基金会部分资助、NSF NOIRLab运营的国际双子天文台北半球望远镜——8.1米口径的北双子望远镜上。

斑点成像技术通过极短曝光时间消除地球大气造成的图像畸变。这种高分辨率技术结合北双子望远镜8.1米镜面的集光能力，使团队成功直接探测到参宿四的暗弱伴星。

通过分析伴星光度特征，Howell团队确定其光学波段亮度比参宿四暗六个星等，质量约为太阳1.5倍，可能是一颗尚未启动核心氢燃烧的A型或B型前主序星——炽热年轻的蓝白色恒星。

该伴星距离参宿四表面仅约4个日地距离，这是首次在红超巨星周围发现如此邻近的轨道伴星。更惊人的是，伴星轨道完全位于参宿四延伸大气层内部，充分证明了'Alopeke卓越的分辨能力。

"北双子望远镜的高角分辨率和锐利对比度使我们能直接探测参宿四伴星，"Howell表示。他特别强调'Alopeke实现了望远镜史上的突破："先前预测参宿四伴星的研究论文都认为人类永远不可能拍摄到它。"

此发现为理解这颗红超巨星的生命周期与终极命运提供了新视角。参宿四与伴星可能同期形成，但伴星将因强大潮汐力在1万年内螺旋坠入参宿四而提前终结生命。

该发现同时解释了为何其他红超巨星会呈现多年尺度的周期性光变。Howell展望道："本次探测达到了北双子望远镜角分辨率成像的极限，这为同类观测研究开启了新可能。"

国际双子天文台NSF项目主任Martin Still补充："双子天文台的斑点成像技术始终是天文学家解决各类天文难题的利器。破解困扰学界数百年的参宿四之谜，将成为这项技术最动人的成就之一。"

2027年11月当伴星运行至轨道远心点时，科学家将获得再次观测良机。Howell团队计划在该事件前后进行系列观测，以进一步精确测定伴星性质。

备注

1. 2024年发表的两篇论文通过全球数十年的观测数据预测了伴星轨道（参见DOI: 10.3847/1538-4357/ad93c8 与 DOI: 10.3847/1538-4357/ad87f4）。