近段时间，参宿四(猎户座 α 星)一直是媒体关注的焦点。这颗红超巨星正在接近其生命的尽头，而当一颗质量超过太阳10倍的恒星死亡时，它会以一种非常壮观的方式逝去，也就是变成超新星。近年来，参宿四的亮度已经降到一百年来的最低点，许多太空爱好者对此都感到非常兴奋，因为参宿四可能很快就会变成超新星，变成在白天也能看到的耀眼爆炸景象。

虽然猎户座肩膀上的这颗著名恒星很可能在接下来的几百万年内消亡(实际上就几天的宇宙时间)，但科学家认为它的暗淡是由恒星脉动造成的。这种现象在红巨星中比较常见，而几十年来人们一直认为参宿四就是红巨星。

巧合的是，加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员已经对参宿四这类脉动星的超新星爆炸做出了亮度预测。

物理学研究生贾里德·戈德堡(Jared Goldberg)与该校卡夫利理论物理研究所(Kavli Institute for Theoretical Physics, KITP)所长、Gluck物理学教授拉尔斯·比尔斯滕(Lars Bildsten)，以及KITP高级研究员比尔·帕克斯顿(Bill Paxton)在《天体物理学杂志》上发表了一项研究，详细描述了恒星的脉动会如何影响恒星死亡后的超新星爆炸。

国家科学基金会的研究生研究员戈德堡说:“我们想知道一颗脉动恒星在不同的脉动阶段爆炸会是什么样子。早期的模型比较简单，它们不包括脉冲的时间依存性效应。”

当像参宿四这么大的恒星最终耗尽了核心熔融物质之后，它就失去了防止其在自身巨大重量下崩塌的向外压力，由此产生的核心坍缩会在半秒内发生。

当恒星内部的铁核坍缩时，原子会分裂成电子和质子，它们随后会结合在一起形成中子，并在这个过程中释放出被称为中微子的高能粒子。在正常情况下，中微子几乎不与其他物质相互作用——现在每秒就有100万亿个中微子穿过你的身体，但不会发生一次碰撞。不过说是这样说，超新星爆炸作为宇宙中最强大的现象之一，在核心坍缩过程中会产生非常巨大的中微子数量和能量，即使只有一小部分中微子与恒星物质发生碰撞，通常也足以发射出可以引爆恒星的冲击波。

由此产生的爆炸会以惊人的能量撞击恒星的外层，随后产生的爆炸可以短暂地照亮整个星系，持续约100天，但辐射只有在电离氢与失去的电子重新结合，并再次变为中性之后才能逃逸(这是个由外而内的过程)，也就是说，经过了一段时间，恒星中心发出的光线最终逃逸出去之后，天文学家才可以看到超新星内部更深处的情况。到了那个时候，剩下的就只有放射性沉降物发出的微弱光芒了，这种沉降物可以持续发光很多年。

超新星的特征会随着恒星的质量、总爆炸能量以及恒星半径而变化。这意味着参宿四的脉动会使得预测它如何爆炸变得更加复杂。

研究人员发现，如果整个恒星都在以一致形式脉动——如果你愿意的话，也可以把脉动比作呼吸的起伏——参宿四的超新星爆炸就会像是一颗半径恒定的静态恒星。然而，恒星的不同层也可以以不同的方向脉动：恒星外层膨胀而中间层收缩，反之亦然。

对于简单的脉动情况，该团队模型得到的结果与没有考虑恒星脉动的模型结果相似。戈德堡解释说:“不同脉动阶段恒星爆发的超新星爆炸看起来就像一个从更大的恒星或更小的恒星爆发而来的超新星爆炸。”他说：“当你开始考虑更复杂的恒星脉动时，也就是物质同时流入和流出的时候，我们的模型才会产生明显的差异。”

在这些情况下，研究人员发现，随着光线从爆炸的更深层逐渐泄漏出来，这些辐射看起来就像是来自不同大小恒星的超新星爆炸。

戈德堡解释说：“来自恒星被压缩部分的光比较微弱，就像我们预测来自于更致密的无脉动恒星的光一样。”与此同时，来自当时正在膨胀的恒星部分的光会显得更亮，就好像来自一个更大的无脉动恒星一样。

戈德堡计划与物理学教授安迪·豪厄尔(Andy Howell)和KITP博士后研究员埃文·鲍尔(Evan Bauer)一起，向Research Notes of the American Astronomical Society提交一份报告，总结他们专门对参宿四进行的模拟实验的结果。戈德堡还与KITP博士后Benny Tsang合作，比较不同的超新星辐射传输技术，并与物理学研究生Daichi Hiramatsu合作，把理论爆炸模型与超新星观测作比较。