第246章 觜宿三（猎户座φ2）（2/2）

2016年，法国PicduMidi天文台的NARVAL光谱偏振仪成功绘制了这颗恒星首个详细的磁场拓扑图，揭示出若干局部磁场强度超过10,000高斯的，这些区域可能是恒星表面活动的高发区。

磁场的存在还影响了恒星风的特性。

与普通B型星相比，觜宿三的恒星风速度较低（约800公里/秒），但质量流失率较高，这可能是磁场约束和引导恒星风物质流的结果。

哈勃太空望远镜的紫外光谱观测显示，恒星风物质中存在明显的空间不均匀性——某些方向物质密度是其他区域的3-5倍，这些结构可能与表面磁场的局部增强相关。

这种磁场调控的恒星风，为研究恒星-星际介质相互作用提供了新视角。

自转的宇宙陀螺

觜宿三的自转特性同样颇具特色。

尽管属于表面温度约K的B型星，这颗恒星的自转速度却异常缓慢——赤道自转速度仅约25公里/秒（相比之下，典型B型星可达200-300公里/秒），相当于约18天完成一周自转。这种慢速旋转与它的演化状态和磁场特性密切相关。

天文学家认为，觜宿三可能曾经是一个快速自转的恒星，但在演化过程中通过磁场耦合损失了大量角动量。

具体机制是：恒星磁场与高速旋转的带电粒子相互作用，产生磁制动效应；同时，强烈的恒星风带走了大量角动量，导致自转逐渐减慢。

这一过程被称为磁旋转减速，是理解类似恒星演化的关键环节。通过精确测量这颗恒星的自转周期和变化率，可以检验和改进恒星角动量损失理论。

值得注意的是，觜宿三的自转轴与地球视线方向几乎垂直（倾角约80度），这使得我们能够观测到几乎完整的恒星表面变化。

通过长期的光谱监测，天文学家发现了周期约1.3年的微小自转速度变化，这可能是深层对流区与辐射区耦合作用的结果，为研究恒星内部结构提供了难得的机会。

2018年，加拿大的MOST太空望远镜在这颗恒星表面探测到周期约7天的低频振荡，这可能是内部重力波在外层大气中的表现，为恒星地震学研究开辟了新途径。

星周环境的化学工厂

觜宿三强烈的紫外辐射和特殊化学组成，在其周围创造了一个独特的星周环境。

赫歇尔空间天文台的红外观测揭示了一个直径约0.5光年的尘埃壳层，其温度约100K，主要由硅酸盐和石墨颗粒组成。

特别引人注目的是，ALMA毫米波阵列在这些尘埃中检测到了异常丰富的一氧化碳(CO)和氰化氢(H)分子，这些分子通常在更冷的环境中才能稳定存在。

天文学家推测，这些分子可能形成于恒星风中的特殊化学反应——强烈的紫外辐射先使尘埃颗粒表面的冰层光解离，产生的自由基在低温区重新结合形成复杂分子。

这种辐射辅助化学过程在普通的B型星周围极为罕见，但在觜宿三这类化学异常星的环境中却可能特别活跃。

2021年，科学家甚至在这些尘埃中发现了含汞分子HgH的微弱光谱特征，这是首次在星际空间中检测到气相汞化合物，为研究重元素的天文化学循环提供了关键数据。

这颗恒星周围还存在着一个微弱的电离氢区（HII区），直径约3光年。

与普通B型星创造的HII区不同，这个区域的发射线光谱显示出异常强烈的[OIII]和[NII]禁线，表明其金属丰度分布与典型星际介质有显着差异。

这可能是恒星抛射的富金属物质与周围星际气体混合的结果，为研究恒星物质反馈提供了天然实验室。

恒星演化的特殊样本

从恒星演化角度看，觜宿三代表了一类特殊的大质量恒星。

根据最新的演化模型，这颗质量约为太阳5倍的恒星已经度过了约40%的主序阶段寿命，正处在向亚巨星过渡的关键时期。

其核心氢燃烧产生的氦正在逐渐积累，形成了一个质量约0.8太阳质量的氦核。

与普通B型星不同的是，觜宿三的化学异常和慢自转使其演化路径独具特色。

理论预测，随着核心氢的耗尽，觜宿三将首先膨胀成为一颗蓝亚巨星，表面温度降至约K，光度增加约10倍。

由于自转速度慢且磁场强大，这个阶段的质量流失率将低于普通B型星。

最终，它可能演化为一颗富金属的白矮星，其表面化学组成将保留现今大气化学异常的化石印记。

这种特殊演化路径对理解银河系化学演化具有重要意义，因为这类恒星可能是某些重元素异常星际云的重要来源。

特别值得关注的是觜宿三的脉动特性。

作为一颗处于βCephei不稳定带边缘的恒星，它展现出微弱的径向脉动，周期约3.8小时。

这些脉动可能是核心氦积累区核反应速率微小变化引起的，为研究恒星内部结构提供了独特的地震学探针。

2020年，TESS太空望远镜在这颗恒星的光变曲线中发现了之前未被探测