简直无法想象，这颗巨星的表面，比太阳大350倍！
很高兴见到你，系外巨星
当天文学家在涉及到太阳系之外的天文问题时，他们通常被迫根据他们所做的事情对他们不知道的事情进行理论化。简单的来说，他们必须依靠我们对太阳系中研究太阳与行星所学到的知识来对其它恒星系统及其天体是如何形成和演化的做出有根据的猜测。
打个比方，天文学家们已经在对太阳的研究中发现对流在恒星生命中扮演的重要角色。但由于其它恒星系统与我们之间的距离与视野的模糊，导致天文学家们至今还不能对其它恒星进行详细的研究。然而，发生了一件史无前例的事情——一个国际科学家团队绘制了一颗距离我们530光年之外的红巨星的表面详细图像。
这个研究成果随后以《巨星表面的大肉芽细胞》为名，发表在了科学期刊《自然》（Nature）上。.这项研究由布鲁塞尔自由大学的Claudia Paladini领导，成员们来自欧洲南方天文台，尼斯索菲亚安蒂波利斯大学、佐治亚州立大学、格勒诺布尔阿尔卑斯大学、乌普萨拉大学、维也纳大学和其他高校。
甚大望远镜拍摄的天鹤座红巨星π1表面（欧洲南方天文台ESO图）
为了他们的研究，研究团队使用欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪上的精密集成光学近红外成像实验(pionier)仪器来观测天鹤座巨星π1。这颗巨星距离地球530光年，位于星云星座，是一颗冷却的红巨星。虽然这颗巨星的质量和我们的太阳一样，但它的体积比我们的太阳大350倍，亮度亮几千倍。
几十年来，天文学家们一直试图通过研究红巨星，来更多地了解恒星的对流特性和演化。因为超巨星就是主序星在耗尽氢燃料后的状况，它们膨胀到正常直径的数百倍。不幸的是，研究大多数超巨星的对流特性一直是个挑战，其原因是它们的表面经常被尘埃遮蔽。
研究小组在2014年9月获得 π1星的干涉数据后，依靠图像重建软件和算法，合成了恒星表面的图像。这使得研究小组能够通过挑选出“颗粒”来确定恒星的对流模式，颗粒是表面上的大颗粒状点，表明对流单元的顶部。
这是人们第一次创造出这样的图像，也是研究人员理解恒星如何老化和演化的一个重大突破。正如这项研究的合著者，乔治亚州立大学的助理教授Fabien Baron 博士所解释的:“这是我们第一次看到这样一颗巨大的恒星，它的细节层次得到了明确的描述。原因是我们可以看到的细节是有限的，基于用于观测的望远镜的大小。在这篇论文中，我们使用了一个干涉仪。通过将几个望远镜发出的光合在一起，从而克服了每个望远镜的极限，来达到与一个更大的望远镜相当的分辨率。”艺术家对地球进入红巨星分支阶段时，被太阳烤焦的猜想图 来源：维基共享资源/Fsgregs
这是一项意义重大的研究，因为 π1星球处于生命的最后阶段，与我们的太阳在寿命结束时的样子相似。换句话说，大约50亿年后，当我们的太阳耗尽其氢燃料时，它将明显膨胀成为一颗红巨星。此时，它将大到足以包围水星，金星，甚至还有地球。
因此，研究这颗恒星将使科学家洞察到太阳未来的活动，特征和外貌。例如，我们的太阳有大约200万个直径为2000公里(1243英里)的对流单元。根据他们的研究，研究小组估计 π1格鲁斯的表面有一个复杂的对流模式，颗粒水平方向大约有1.2 x 10 ^ 8公里(62,137,119英里) ，或者说是恒星直径的27% 。
这与天文学家所预测的一样，巨型和超巨型恒星由于表面重力低，应该只有少数大型对流单元。正如巴伦所说:“这些图像很重要，因为它的表面颗粒大小和数量实际上非常符合预测我们应该看到什么的模型。这告诉我们，我们的恒星模型离现实并不遥远。我们可能正在正确的轨道上去了解这些类型的恒星。”
太阳和红巨星的结构图，显示了它们的对流区域。这是恒星外层的颗粒区域。来源：欧洲南方天文台
这张详细的图片还显示了恒星表面温度的差异，从恒星表面的不同颜色可以看出这种差异。这也与我们对恒星的了解一致，恒星内部的温度变化表明了内部正在发生的过程。随着温度的上升和下降，温度越高，越多的液体区域变得越明亮(呈现白色) ，而温度越低，密度越大的区域变得越暗(呈现红色)。
展望未来，帕拉迪尼和她的团队，想要创造更详细的巨型恒星表面图像。其主要目的是能够连续跟踪这些颗粒的演变，而不仅仅是获得不同时间点的快照。
根据这些相似的研究，我们不仅能更多地了解宇宙中不同类型恒星的形成和演化，我们也会更好地了解我们的太阳系面临着什么。
BY: Matt Williams
FY: 黄旻
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选文：天文志愿文章组-
翻译：天文志愿文章组-黄旻
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：3. 原文来自：https://www.universetoday.com/138349/surface-giant-star-350-times-larger-sun/
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