史无前例的天文学：射电望远镜揭示红色超级巨星安塔雷斯的大气

艺术家对Antares氛围的印象。用肉眼观察（直到光球），Antares约比我们的太阳大700倍，大到足以将太阳系填满火星轨道（为比较而显示了太阳系比例尺）。但是ALMA和VLA表明，它的大气层（包括上，下色球层和风区）的传播距离是它的12倍。

一个国际天文学家团队绘制了迄今最详细的红色超巨型恒星Antares大气图。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和美国国家科学基金会的卡尔·詹斯基超大型阵列（VLA）都具有空前的灵敏度和分辨率，这表明安塔尔大气层的大小和温度从恒星表面上方一直到整个恒星表面色球层，一直到风区。

像安塔雷斯（Antares）及其更著名的堂兄贝特尔海兹（Betelgeuse）这样的超级巨星，是巨大的，相对冷的恒星，它们的生命周期即将尽头。他们正要耗尽燃料，崩溃并成为超新星。通过巨大的恒星风，它们将重元素发射到太空中，从而在提供宇宙生命的基本构成要素方面发挥了重要作用。但是，如何产生这些巨大的风还是一个谜。对距地球最近的超恒星安塔雷斯（Antares）大气的详细研究为解决这一问题提供了关键的一步。

Antares的ALMA和VLA地图是除太阳以外任何星星中最详细的射电地图。ALMA观测到较短波长的Antares靠近其表面（光学光球），而VLA观测到的较长波长揭示了恒星的大气层更远。从可见光中可以看到，Antares的直径大约是太阳的700倍。但是当ALMA和VLA在无线电灯下显示出大气时，超级巨人变得更加庞大。

爱尔兰都柏林高级研究所的伊曼·奥格曼（Eamon O'Gorman）解释说：“恒星的大小可能会根据观察到的光的波长而有很大差异，”该研究的主要作者发表在6月16日的杂志上天文学与天体物理学。“ VLA的更长波长揭示了超巨星的大气层几乎是恒星半径的12倍。”

红超巨星安塔雷斯（Antares）的艺术家印象。

射电望远镜测量了安塔雷斯大气中大部分气体和等离子体的温度。最引人注目的是色球层的温度。这是恒星表面上方的区域，该磁场由恒星表面剧烈的对流产生的磁场和冲击波加热，就像一锅沸腾的沸腾运动一样。对色球的了解不多，这是第一次在无线电波中检测到该区域。

多亏了ALMA和VLA，科学家们发现恒星的色球扩展到了其半径的2.5倍（我们太阳的色球仅为其半径的1/200）。他们还发现，色球层的温度低于以前的光学和紫外线观测所建议的温度。温度在3,500摄氏度（6,400华氏度）时达到峰值，然后逐渐降低。相比之下，太阳的色球层温度接近20,000摄氏度。

Antares与ALMA和VLA的无线电图像。ALMA观测到Antares以较短的波长靠近其表面，而VLA观测到的较长的波长则揭示了恒星的大气层更远。在VLA图像中，右侧可见一阵巨大的风，从安塔尔喷射出，并被较小但较热的同伴恒星Antares B照亮。

这项研究由E. O’Gorman等人发表在题为“ ALMA和VLA揭示附近的红色超巨星Antares和Betelgeuse的色温色球”的论文中，该论文发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

星图显示亮红色的星星Antares的位置（用红色圈出）。安塔雷斯（Antares）是离地球最近的红色超级巨星（相距555光年），位于天蝎座（The Scorpion）。

参考：E. O'Gorman1，GM Harper，K。Ohnaka，A。Feeney-Johansson，K。Wilkeneit-Braun，A。Brown，EF圭南（EF Guinan）撰写的“ ALMA和VLA揭示了附近红色超级巨人Antares和Betelgeuse的色球”。 J.Lim，AMS Richards，N.Ryde和WHT Vlemmings，2020年6月16日，天文学与天体物理学。
10.1051/0004-6361/202037756