一颗红超巨星已经喷射出有史以来在这些恒星巨兽之一被吹走过程中所见过的最大气体和尘埃云。云的大小和复杂程度表明,可能存在一组隐藏的恒星,它们正在促成云的生长。
在智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)拍摄的假彩色图像中,呈现蓝色的部分正在向我们扩张,而呈现红色的部分则朝相反方向移动。该云的跨度达到1.4光年,中心位于一颗名为 DFK 52 的恒星。为了让大家对它的大小有一个概念,如果 DFK 52 离我们有另一颗著名的超巨星那么远,也就是位于猎户座的参宿四,大约在550到700光年之间的距离,那么它周围的云在夜空中看起来将相当于夜空中大约三分之一的月亮那么大。
作为问题的核心,DFK 52 与另一颗著名的红超巨星参宿四非常相似。它位于一个极端的恒星聚集区,称为斯蒂芬森2,那里至少有25颗其他红超巨星,位于我们银河系中18,900光年的地方。
当这些恒星耗尽其核心中的氢用于核聚变反应时,能量的损失意味着它们的核心开始在引力作用下收缩,从而提高了那里的温度,直到恒星可以转而熔合氦来产生能量。这导致恒星的外层也开始升温,足以开始在那里融合氢,从而产生额外的能量,导致恒星的外层膨胀。
当这些恒星膨胀并在其边缘变得弥散时,它们的表面温度会降低,并发出红色光芒。在许多方面,这与我们的太阳将在50亿年后膨胀成红巨星的方式相似。不同之处在于,这些恒星的质量是太阳的10到40倍,因此它们的膨胀更为剧烈。它们变成了红超巨星,是现存最大的恒星。例如,参宿四是一颗红超巨星,其半径是太阳的640到764倍!(它的确切大小很难确定,部分原因在于它的外部边界非常弥散,部分原因在于到参宿四的距离不是非常精确。)
最终,斯蒂芬森2中的红超巨星都将在一场超新星爆炸中消亡,但在那之前,它们会经历质量损失的时期,喷出气体云,这些气体冷却并凝结成灰尘,悬挂在红超巨星系统的边缘。参宿四,由智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列拍摄。(影像来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella)
从表面上看,就红超巨星而言,DFK 2 看起来并不起眼。它的光度大约是太阳的20,000倍,但这很典型,尽管对于红超巨星来说有点偏低。它的质量是太阳的10到15倍;同样,这也是红超巨星的典型特征。