參宿四，這顆著名的注定要毀滅的恒星距離我們到底有多遠？

如何測量參宿四到地球的距離

前言：智利的ALMA望遠鏡以亞毫米波長捕獲了紅巨星參宿四的圖像。圖像展示了我們幾乎從未見過的景象：在紅巨星的左側，一股熱氣體從紅巨星的大氣層噴湧而出。通過ALMA望遠鏡，我們看到了極不穩定的紅巨星。

注定要爆炸的參宿四距離我們有多遠？

參宿四是獵戶座中一顆明亮的紅色恒星，它正處於其恒星生命的末期，總有一天它會像超新星一樣爆炸。在 2019 年底和 2020 年初，參宿四突然出乎意料地變暗了。有人開玩笑說它很快就會爆炸！但是它並沒有，不過萬一呢？當參宿四變成超新星時，會影響地球上的生命嗎？參宿四距離我們到底有多遠呢？

好消息是，如果參宿四真的爆炸了，它因為距離我們足夠的近以至於可以為我們呈現一場壯觀的燈光秀，與此同時它又距離我們足夠的遠而不會對我們的地球造成任何傷害。首先先來回答距離的問題。參宿四距離我們大約724光年。事實上要得到這個答案，即使對於參宿四這樣的距離我們較近的恒星來說，也是非常困難的。

新的測量技術

直到最近30年，天文學家才獲得了與參宿四和其他附近恒星的距離的更精確的測量結果。新技術解釋了這一進步。這項技術始於1989年，當時歐洲航天局（ESA）發射了一個名為依巴穀的太空望遠鏡（以著名的希臘天文學家喜帕恰斯命名）。經過幾年的觀測，依巴穀太空望遠鏡提供了超過10萬顆相對較近的恒星的視差和距離數據。

這些測量結果成為你今天看到的大多數估計恒星距離的基礎。

依巴穀的原始數據給出了參宿四的視差為 7.63 毫角秒;這大約是滿月寬度的百萬分之一。基於視差的計算得出了大約430光年的距離。

當從2個位置觀察時，附近恒星相對於遙遠背景恒星的位置略有變化，對於相隔6個月的地球觀測，這兩個位置之間的距離是地球軌道的直徑。α是視差角。

測量誤差

因為參宿四是一顆變星，這意味著它的亮度會隨著時間的推移而波動。我們很高興看到參宿四此次變暗，因為這是有史以來觀測到的最大亮度的下降，但是同樣的這會增加測量參宿四距離的難度。

隨後的研究發現，在依巴穀測試變星數據的方法中存在一些錯誤，這導致依巴穀的測試距離變小。糾正這些錯誤後，天文學家給出了5.07毫角秒的視差，這改變了參宿四的估計距離，從開始測量的430光年改變為大約643光年（存在±46光年的誤差）。

2017年，天文學家發表了新的計算結果，將參宿四的視差進一步確認為4.51毫角秒。這項新的對依巴穀數據的分析還包括來自幾個地面射電望遠鏡的觀測結果。這使得參宿四的測試距離約為724光年，或者更准確地說，考慮到一些數據的不確定性，應該是在613到881光年之間。

為什麼蓋亞無法測量參宿四的距離

你可能知道，歐洲航天局的蓋亞天體測量任務的目標是繪制銀河系的三維地圖。隨著蓋亞在2022年6月發布的第3波數據，歐空局表示現在銀河系中估計有近20億顆恒星。

然而，參宿四不在這些恒星之中，天文學家不能用蓋亞為參宿四找到更精確的距離，主要因為參宿四對於航天器的傳感器來說太亮了。

獵人獵戶座的地圖，顯示了參宿四的位置

更多關於視差的信息

您是否曾經從兩個不同的位置觀察附近的物體，並注意到它相對於遠處地標的位置如何變化？這就是所謂的視差效應。天文學家以附近的恒星為中心點，通過獲取地球間隔六個月的位置所觀察到的遙遠背景恒星在天空中的位置來測定。在那段時間裏，地球已經到達其軌道的另一側。因此，兩個位置相距約1.86億英裏（3億公裏），或者可以說是地球軌道的直徑。利用被觀測的恒星在兩個位置上背景恒星的差異，天文學家能夠得出視差角並計算其到地球的距離。

古希臘天文學家就已經知道視差的概念了，但他們缺乏在天空中進行非常精細的角度測量的技術。結果，所有恒星視差的測量都失敗了，直到1838年德國天文學家弗裏德裏希·貝塞爾取得了成功。他使用了一台望遠鏡，盡管他的兩個觀測位置均位於地球軌道的兩側，但他還是很難辨認出微小的角位移，但這足以讓他確定了天鵝座恒星61的距離為11光年。

使用視差的限制

從貝塞爾時代到1989年依巴穀發射，天文學家只編制了幾千個視差。由於眾多的影響因素，這一進程推進的很困難。所涉及的極小角度，儀器的缺陷以及地球自身大氣層的渾濁都會阻礙測量。大氣層扭曲了來自地球的觀測，即使是從沙漠和山頂等非常清晰和黑暗的地方。

依巴穀從1989年開始從太空獲得觀測，突破了地球大氣層的限制，以當時前所未有的精度獲得恒星的位置數據。天文學家正通過儀器和數據分析方法的創新，綜合利用地面和空間天文台來繼續完善這些測量。

結論：測量到參宿四的距離特別困難，因為它是一顆變星。基於依巴穀太空望遠鏡和地面射電望遠鏡數據的複雜計算表明，它距離我們大約724光年。

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BY:Editors of EarthSkyand

FY: 人Qing

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