宇宙来信

猎人的手边,多了一只手镯

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冬季观星必去!猎户座的最佳观赏地

第 1 节一张照片里多出来的点

先说一个数字:52.32 毫角秒。

2024 年冬天,智利阿塔卡马沙漠的帕瑞纳山顶,欧洲南方天文台那台 8.2 米口径的甚大望远镜,对着猎户座的肩膀拍了一整夜。那里海拔两千六百多米,一年到头几乎不下雨。照片里,主星是一团过曝的橙红色,剩下的全是噪声。

之后几个月,巴黎天文台的米格尔·蒙塔尔热斯带着团队,把主星的光一像素一像素地减掉。减完,噪声里剩下一个点。它离主星中心 52.32 毫角秒,方向北偏东 117 度,显著性 6.1 个标准差。

蒙塔尔热斯在新闻稿里说:「说实话,我以为以我们的灵敏度,根本拍不到它。」拍到了。那是一个点。那也是一颗恒星。

(52 毫角秒有多小:从平遥到北京大约五百公里,这个角度,相当于站在平遥,看清北京街头的一只碗。)

红超巨星 参宿四

第 2 节为什么它是橙红色的

它大得离谱,而且快到终点了。参宿四是一颗红超巨星,质量是太阳的十六到十九倍,半径是太阳的七百到一千倍。换算成天文单位,也就是地球到太阳的那点距离,大约三到五个。

它的表面只有三千六百开尔文上下,比太阳的五千八百开尔文凉得多。天体的颜色由温度决定,凉的偏红,热的偏蓝。

所以它红,不是因为火大,是因为它凉。可它有那么大一块面积,总的发光量还是太阳的十万倍上下。

打个比方。白炽灯的灯丝烧到发白,刺眼,但那只是一条细线;把一整块电炉盘烧到暗红,温度低得多,可它铺满整个灶台。参宿四就是那块盘子。

现在说它身边多出来的那个点。那也是一颗恒星,编号 Betelgeuse B,质量在太阳的两到三倍之间,光谱型在 B8.5V 到 B9.5V 之间,一颗刚走上主序、还很年轻的蓝白色恒星。它和主星同岁,一千万岁上下,质量小得多,所以还停在起点。

在可见光波段,它比主星暗六到八个星等,亮度只有主星的千分之一上下。科隆大学的艾玛·博迪耶是论文作者之一,她的比方比数字直白:「在参宿四旁边找一颗小伴星,有点像给坐在灯塔边上的萤火虫拍照。」

伴星绕主星一圈要多久?论文给的答案是一个下限,至少五点五到五点九年,正好和主星那条约两千一百天的亮度长周期对上。

只有下限,是因为我们看得见的只是投影。它在天球上离主星中心 52 毫角秒,按 548 光年的距离换算,大约 8.8 个天文单位,也是主星半径的两倍半。真实轨道只会更大。偏振图像里,它窝在一小块亮的尘埃斑中间,周围一圈全是散射的尘。

威尔逊山天文台 胡克望远镜

第 3 节第一次量一颗星的腰围

人类认识这颗星用了一百多年。第一件做成的事,是量出它的胖瘦。

1920 年 12 月,加州威尔逊山。物理学家迈克尔逊和天文仪器工程师皮斯,在 100 英寸胡克望远镜的前端架了一根长横梁,梁上装两面可以滑动的镜子。

这套装置叫恒星干涉仪。星光分成两路走,再合起来,会形成明暗相间的条纹;两面镜子离得越远,条纹就越糊。

那年头没有电子探测器,判断条纹糊不糊,靠的是人眼。皮斯守在目镜后面,一边拉开镜距,一边盯着条纹,直到它们彻底消失。消失那一刻的镜距,对应这颗星的角直径。他们量出 0.047 角秒。

(论文次年发表在《天体物理学杂志》。这个数和今天干涉阵列测到的值挨得很近。皮斯不会想到,人类第一次知道太阳以外一颗星的圆面有多大,靠的是一双肉眼。)

再往后一百年,出了件事,让全世界都注意到它。2019 年入冬后,参宿四开始变暗。

它平时最亮也有 0.1 等,2020 年初最低掉到 1.614,肉眼看得见。网上开始有人猜它要炸了。

2021 年,蒙塔尔热斯团队在《自然》上给出另一种解释:星的南半球表面出现一块冷区,冷区上方凝出一团尘埃,把光挡住了。可见光图像上,南半边比平时暗了十倍。他说:「这是头一回,我们看着一颗星的样貌在几周的时间尺度上实时改变。」

真正把伴星「留痕」的证据,出现在 2026 年初。哈佛-史密森天体物理中心的安德烈娅·杜普里在美国天文学会的会议上报告,用哈勃望远镜加上亚利桑那和加那利群岛的地基望远镜攒了八年数据,她找到了一条尾迹。

杜普里把它比作船:「这有点像一条船在水里走。伴星在参宿四的大气里犁出一道波纹,而我们在数据里真能看到它。」她还说:「这证实了那里真有一个东西在犁出尾迹,真的,老实说,千真万确。」

那条尾迹是有节拍的:伴星每次从主星前面横穿过去,之后一段时间,紫外谱线先亮起来,再慢慢暗下去,约两千一百天一个来回。理论先走了一步:Goldberg 和 MacLeod 两个团队分别重新解释了这条长周期,如果主星身边有一颗伴星,每六年绕一圈,它的引力会把上层大气搅得一起一伏。

两个团队还算出了同一个日期:2024 年年底,是这颗假想伴星在投影上离主星最远的时刻,也是唯一有机会拍到它的窗口。2025 年年中,夏威夷的双子座北望远镜用散斑成像拿到了那个亮点,显著性只有 1.5 个标准差,够不上「发现」,位置却和预言吻合。

团队顺手起了名字:Siwarha,阿拉伯语里的「她的手镯」,对应参宿四那句「巨人的手」。这个名字在 2025 年 9 月 22 日被国际天文学联合会恒星命名工作组认可。再过两天,它就满一岁了。

然后就是 2026 年夏天,甚大望远镜把那个点钉到了 6.1 个标准差上。从 1920 年第一次量到这颗星的圆面,到这一天,隔了一百零六年。

(眼下的状态是「候选」,不是「确认」。论文写得很保守:要证明那颗星真被主星引力拴住,得等半个轨道周期之后,看它在主星另一侧出现。团队把这一枪排在 2027 年。)

(另外两处不确定。伴星的质量是从亮度和年龄推出来的,误差不小;距离标定如果换成 222 秒差距那一套,投影距离就从 8.8 个天文单位变成 11.6 个。)

(还有那条两千一百天的周期。尘埃最多只能提供约 0.1 星等的调节,而这条周期的振幅约 0.5 星等,论文更倾向用动力学来解释,但留着余地。)

第 4 节如果把它搬到太阳的位置

先把尺寸摆出来:这颗星的半径,是地球到太阳那点距离的三倍半到四倍半。把它搬到太阳的位置,水星、金星、地球、火星会全部落进它肚子里,表面还要往外撑,盖过谷神星,快到木星才停。地球的位置在里面,谈不上被烤焦。

再看时间。太阳这种质量的星能烧一百亿年;参宿四的质量是太阳的十几倍,一辈子不到一千万年。

它现在一千万岁,核心的氢已经烧完,正在烧氦。红超巨星这个阶段有多长?2021 年那篇《自然》论文给的数字是十万年上下。

它已经过了大半程,剩下的路就在那十万年里。哪一年走完,没人算得出来。

距离上的分歧还在。一组星震学测量给出 548 光年,射电视差给出 724 光年。取近的那个:此刻照到你眼睛上的光,是 1478 年前从它表面出发的,那时是明朝成化年间。

还有一件小事很有意思。光从它表面走到伴星那段路,要花一个多小时;同样一束光从太阳走到地球,只要八分二十秒。

如果把它缩成一个直径两米的球,太阳只有一粒小米大,地球是一粒灰。我们就坐在那粒灰上,用一台架在山顶的望远镜,把两米外那个球边上的一点微光分了出来。

参宿四的亮度变化与尘埃云模型的揭示

第 5 节同龄,却隔着两个时代

两颗星同岁,处境却差了一整个时代。参宿四一千万岁,正在写自己的结局;伴星也一千万岁,刚点亮核心,还有上亿年的柴可烧。

它们的关系不会长久。伴星嵌在主星稀薄的外层大气里,每绕一圈都被磨掉一点速度,轨道只会越来越小。按目前的模型,它最后会并进主星里,等不到主星爆炸那天。

如果主星爆炸,地球这边会看到什么?它离我们五百到七百光年,不会造成任何危害。视亮度估计在负十到负十二等之间,比最亮的金星还要亮上百倍,白天抬头就能看见,一挂好几个月。银河系上一次肉眼可见的超新星是 1604 年,到今天四百多年了。

最让我愿意多看一眼的,还是那些尘埃。大暗化时抛出去的那团尘,在红外图像里是一块显眼的亮斑。

它是从星里跑出来的固体,后来会落到别的行星上,成为它们的材料。论文作者之一艾米莉·坎农说:「冷演化星抛出的尘埃,比如我们刚刚目睹的这一团,可能会变成类地行星和生命的建筑材料。」蒙塔尔热斯在 2021 年说得更短:「我们直接看到了所谓星尘的形成。」

一百年,我们只看见那只手,没看见那只手镯。

猎户座流星雨详解及观测指南

第 6 节十月的后半夜,往东南看

今年秋天,你能看见这颗星,但看不见它身边那个点。伴星现在藏起来了,从我们这个方向看,它贴着主星,要等它转到另一侧,也就是 2027 年,望远镜才有机会再拍一次。

主星自己好找。它亮度在 0.1 到 1.0 星等之间来回,是猎户座第二亮的星,仅次于右下角白色的参宿七。

怎么认?猎户座中间那三颗排成一条直线的星,就是「三星」。三星左上角那颗橙红色的,是参宿四;右下角白得发蓝的,是参宿七。一个像炉火,一个像焊枪。

时间上,十月下旬它大约晚上十点从东偏南升起,之后每天早几分钟。到了后半夜三四点,它转到正南附近,位置最高。顺带一件事:十月底还有猎户座流星雨,极大在二十一日的夜里,辐射点就贴在参宿四上方,流星像是从它肩膀后面射出来。

这些碎屑来自哈雷彗星,闯进大气层的速度是每秒六十六公里,有些会拖着一条发光的尾巴,在天上挂上一两秒。条件好的时候,一个小时能数到二十颗。

今年唯一的麻烦是月亮。新月刚过十来天,到 21 日它已经圆了大半,前半夜亮得厉害,暗流星全被洗掉。等月亮在凌晨两点前后落下去,天亮前那两三个小时,才是今年真正的窗口。

要做的就三件:

  • 找一块远离路灯的空地,带一件厚外套;
  • 躺下,把参宿四周围的天区都收进视野,别只盯一个点;
  • 眼睛在黑暗里待够二十分钟,别碰手机。

2027 年,伴星从主星背后转出来,望远镜会再拍一次。蒙塔尔热斯说:「要确信它真的在那里,我们还得在一年后、在恒星另一侧再看它一眼。不过,可疑的空间已经没剩多少了。」

出处

  • ESO 新闻稿 eso2611 及论文:Montargès 等,Astronomy & Astrophysics 711, L12(2026 年 7 月 28 日)
  • Montargès 等,Nature 594, 365–368(2021 年 6 月 17 日)
  • Dupree 等,NASA/哈佛-史密森天体物理中心发布,2026 年 1 月 5 日(arXiv:2601.00470)
  • Howell 等,The Astrophysical Journal Letters 988, L47(2025 年 7 月 21 日)
  • Michelson & Pease,Astrophysical Journal 53, 249–259(1921 年)
  • Goldberg 等(2024)、MacLeod 等(2025)关于参宿四长次周期与伴星的论文,见 A&A 711, L12 的参考文献
  • 国际天文学联合会恒星命名工作组(IAU WGSN),2025 年 9 月 22 日

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  2. 为什么它是橙红色的
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