曩昔几个月来，位于猎户座的参宿四牵动了许多天文学家及快乐喜爱者的心。其亮度一度变暗到人类有记实以来的最低值，以致于许多人猜想它将当即暴发为超新星。
但天文学界内的年夜大都人认为参宿四忽然变暗其实不是由于它行将成为超新星。环抱变暗的缘由众口纷纭，此中的一个可能缘由是恒星产生了脉动——即紧缩与膨胀。恒星的脉动会使恒星的亮度产生变革。
近日，一个研究小组假定参宿四在产生脉动的同时产生超新星暴发，计较了脉动对超新星亮度的影响——脉动时，紧缩区域收回的光变暗，膨胀区域收回的光变亮。
作为一个红超巨星，参宿四的半径确凿在不竭变革，致使其亮度也频频变亮变暗。那末，恒星脉动的缘由有哪些？脉动的恒星对付天文学研究有甚么首要性？它们城市暴发为超新星吗？
循环往复的膨胀与紧缩
恒星一辈子中的年夜部门时间寄托外部氢聚变为氦的进程提供能量。聚变发生的能量发生了向外的辐射压力，而恒星自身的引力向内，两个力连结均衡，使患上恒星连结必定年夜小。氢聚变的产品是氦，恒星外部堆集足够多的氦且温度到达1亿开尔文后，焦点的氦产生聚变，恒星起头膨胀为红巨星或者红超巨星。
红超巨星半径可以或许到达太阳半径的几百乃至上千倍，外部物资对概况物资的引力比力弱，概况年夜气的翻腾变革，会使恒星的半径产生变革，造成脉动。参宿四的脉动就属于此类。
品质为太阳品质0.5倍的恒星，入进氦熄灭阶段后，会先膨胀为红巨星，然后颜色变黄。品质为太阳好几倍或者者十几倍的恒星，在入进氦熄灭的某个阶段时，也会变黄，成为黄巨星或者黄超巨星。这两年夜类恒星中的一部门会发生周期性脉动。脉动的基础缘由是恒星年夜气中的氦。
氦有两个电子。恒星年夜气内某个区域温度到达3万开尔文摆布时，氦的一个电子被电离。恒星紧缩时，外部温度升高，当温度到达4万开尔文摆布时，氦的另外一个电子也被电离。自由电子增多，致使恒星年夜气的不通明度增高，被俘获的辐射变多，堆集的能质变多，恒星膨胀。膨胀会致使降温，两个电子中的一个从新复合归去，恒星年夜气不通明度下降，被俘获的辐射削减，恒星紧缩。紧缩会致使升温，电子又被电离，致使以上进程轮回去复，恒星就会频频膨胀紧缩。
如许的脉动致使恒星的亮度产生周期性变革。品质为太阳品质0.5倍的那些恒星脉动时成为天琴座RR型变星，品质为太阳几倍或者者十几倍的黄巨星或者黄超巨星脉动时成为造父变星。
品质接近太阳品质100倍的恒星也会发生脉动。这种恒星的焦点聚变为氧之后，氧核聚变发生的光子能量过高，成对地转变为电子与正电子对，后者又成对转变为中微子与反中微子对，中微子对轻松地逃逸出恒星，恒星压力下降，产生紧缩；紧缩致使氧核的温度入一步升高，上述进程加倍剧烈，造成一个轮回，氧焦点发生的能量疾速开释，引发恒星膨胀，将恒星外层物资抛出一部门。如许的脉动喷发进程会产生屡次，是以被称为“脉冲对不不乱性”。
用周光瓜葛测量星系间隔
恒星脉动在天文学上有着首要的运用。天琴座RR变星与造父变星亮度变革周期与最年夜亮度有明确的瓜葛，即周期—光度瓜葛。只需肯定了一部门此类变星的切确间隔，就能够经由过程周期—光度瓜葛肯定其余同类变星的间隔。天文学家操纵造父变星的周期—光度瓜葛，前后丈量了星河系内、仙女座星系内和其余多个星系内造父变星的间隔，从而肯定了星河系的外形与太阳在星河系内的位置，证实仙女座星系是星河外的星系和发明宇宙正在膨胀等。
天琴座RR型变星与品质小于8个太阳品质的造父变星由于品质过小而没法成为超新星。雷同于参宿四的红超巨星与品质跨越8个太阳品质的造父变星会暴发为超新星。品质接近100倍太阳品质的恒星，在履历几回脉动喷发后，终极会暴发为超新星或者间接塌缩为黑洞。天文学家已经经从哈勃空间千里镜的照片档案中发明了一些超新星暴发前的图象，证实有些超新星是红超巨星暴发而成、有些超新星是黄超巨星间接暴发而成。这象征着造父变星有可能间接暴发为超新星。
必要注重的是，恒星成为天琴座RR型变星或者造父变星后，一般不会永遥处于如许的变星状况，而会在某个阶段再也不脉动，并演化为其余类型的恒星。年夜品质的造父变星尽管可能间接暴发为超新星，但更多时辰会在竣事脉动后再暴发为超新星。