簡介
參宿四（獵戶座α，Betelgeuse，源自阿拉伯語，意思是腋下），在拜耳命名法是著名的獵戶座α(αOrionis或αOri)，是全天第10亮星，也是獵戶座第二亮星，隻比鄰近的參宿七（獵戶座β）暗淡一點。
參宿四是有明顯紅色的半規則變星，視星等在0.2至1.2等之間變化著，是變光幅度最大的一等星。這顆恒星标示着冬季大三角的頂點和冬季六邊形的中心。
參宿四亮度在0.06至0.75等之間變化，變光周期為5.5年，屬于不規則變星。
參宿四平均的絕對星等是-6.05等，距離地球約640光年，質量為太陽的15倍，表面溫度3500開，光度為太陽的10萬倍，體積為太陽的325萬倍，是已知最大和最亮的恒星之一。
參宿四是第一個直接用恒星幹涉儀測定角直徑的恒星。如果它位于太陽系的中心，它的表面會超越小行星帶，并可能抵達并超越木星的軌道，完全的席卷掉水星、金星、地球和火星。但是，在20個世紀對參宿四的距離估計從180光年至1，300光年不等，因此對其直徑、光度和直量的估計是很難被證實的。
分類學
在分類上參宿四是一顆M2Iab型紅超巨星，半徑在太陽的700倍到1000倍間變化，而半徑的變化使得它的光度也跟着變化（在0.4至1.3等間變化）。
基本信息
所屬星座：獵戶座
恒星位置：赤經05h55m10.3053s、赤緯+07°24′25.426″
目視星等(V)：0.58等(0.3–1.2)
光譜分類：M2Iab（紅超巨星），B-V色指數1.85（橙紅）、U-B色指數2.06
變星類型：SRc（半規則變星）
徑向速度(Rv)：+21.0km/s，自行(μ)RA：24.95±0.08mas/yr、Dec.：9.56±0.15mas/yr
恒星視差(π)：5.07±1.10mas
絕對星等(MV)：−5.14
恒星質量：14M☉
恒星半徑：630R☉
恒星亮度：63，000(40，000–100，000)L☉
表面溫度：3，500K
自轉周期：17年(14.6km/s)
其他命名：獵戶座α，AlphaOrionis，58Ori，HR2061，BD+7°1055，HD39801，SAO113271，FK5224，HIP27989
觀測
射電頻譜觀測表明，參宿四既有大氣射電，也有恒星圓面射電。通過2.1米望遠鏡電視分光裝置觀測，發現參宿四周圍已形成極厚的氣殼，至少伸展到本星半徑約600倍處，這表明該星向星際空間抛出了大量物質。還有人認為參宿四至少有兩個星周殼層，它們分别離本星約五十和幾百個半徑處，膨脹速度分别約每秒鐘11和17公裡。
參宿四的距離迄今難于測準(大約200秒差距)，因此關于它的真半徑、光度等尚缺乏可靠數據。美國基特峰天文台曾用4米望遠鏡結合星像處理技術獲得了參宿四圓面的照片。
參宿四已走入生命末期，推測在未來數百萬年中，可能變成Ⅱ型超新星。
在天文學上，參宿四是很有趣的。它是最初幾個利用到天體幹涉儀測量出直徑的恒星之一。天文學家發現它的直徑是不定的，由最小的290，000，000公裡到最大的480，000，000公裡，比木星圍繞太陽的公轉軌道的直徑還要大。
預測
天文學家預計參宿四最終會以II型超新星爆發來結束它的生命，或是其質量隻足夠變成一顆白矮星。但各方對它還有多長壽命并沒有一緻的意見：有些人認為它的直徑不停變化代表着參宿四正在融合它的碳原子，而會在數千年之内變成超新星；不同意這觀點的人則認為它可以生存更久。
如果真的發生超新星爆發，其光度将增至原來的1萬倍以上，約為弦月的光度，也有一些預測指，最大光度甚至可與滿月一樣亮（負12.5等）。超新星的光将持續數月，在日間也能看見，然後将會逐漸轉暗，在肉眼的夜空中消失，獵戶的手臂将消失，在數個世紀之後，将會演變成星雲。但是，如果這顆中子星的自轉軸是朝向地球，那便較為麻煩了，它釋出的高能伽瑪射線及宇宙粒子将如雨般直達地球，并将削弱臭氧層，在多處天空均會出現極光。
位置
參宿是冬季星空中最美麗而明亮的星宿之一。在它的北面是五車星官，西面有畢宿大星，東南面有全天第一亮星——天狼星。在參宿的七顆主星中有一顆0等星，即參宿四；一顆1等星，即參宿七；五顆2等星，即參宿一(獵戶座ζ)、二(獵戶座ε)、三(獵戶座δ)、五(獵戶座γ)、六(獵戶座κ)。
觀測曆史
參宿四自古以來就是顆受到注意的紅色恒星：《史記·天官書》說：“參為白虎。三星直者，是為衡石。下有三星，兌，曰罰，為斬艾事。其外四星，左右肩股也。小三星隅置，曰觜，為虎首。”
這段話的意思是說，有三顆星橫向排列在星空中，差不多正好在赤道上，稱之為衡石，即一塊起到平衡作用的石頭，因此，衡石的含義，就是赤道的中腰，也是白虎的中腰。這三顆星就是參宿的标志星，參宿之名就源于此。
古天文學家托勒密将他的顔色描述為"ὑπόκιρρος"，稍後此一描述在烏魯伯格的Zij-iSultani被翻譯為rubedinis，意思如同拉丁文的紅色(ruddiness)。
在科學革命之前，天文學史與神話和占星學有着密切的關系，紅星，像行星火星之名是從羅馬的戰神衍生出來的，并通過母體的死亡和再生來擴展，與原型martial有着密切的關系。在現代的恒星分類法創立之前，安吉洛·西奇自創的光譜分析将參宿四作為第三類(橘色至紅色恒星)的原型。
在1836年約翰·赫歇耳爵士首次描述了參宿四的光度變化，他将此一發現發表在天文學大綱(OutlinesofAstronomy)：他注意到活動在1836年—1840年的增加，以及随後的減少。在1849年，他注意到一個較短周期的變化，并在1852年達到高峰。後續的觀測記錄到每隔幾年就有不尋常的高峰，但在1957年至1967年隻有很小的變化。
美國變星觀測者協會(AAVSO)的記錄顯示最大的視星等(亮度)在1933年和1942年是0.2等，最暗的視星等出現在1927年和1941年，是1.2等。這樣的光度變化常被人錯誤的用來解釋拜耳為何在1603年出版的Uranometria中将參宿四命名為獵戶座α，而更亮的對手參宿七卻隻是獵戶座β。
在1920年，阿爾伯特·邁克遜和FrancisPease在威爾遜山天文台2，5米(100寸)的望遠鏡前方安裝了6米(20尺)的幹涉儀，在JohnAnderson的協助下，他們三人測出參宿四的角直徑是0.047"，基于當時的視差是0.018"，轉換成圖形的結果是直徑達到3億8，400萬公裡(2億4，000萬英裡或2.58天文單位)的大圓。但是由于未知的不确定性，像是周邊昏暗和測量誤差－是将近一世紀的科學調查重點的中心主題。從第一次以可見波長測量，研究人員已經從中紅外線至紫外線的範圍進行多種的調查，但獲得的結果仍有待确認。
在1950和1960年代在科學上展現出重要的發展，兩個同溫層望遠鏡計劃和在1958年發表的恒星的結構和演化，主要的工作者是密切合作的馬丁·史瓦西和普林斯敦大學的RichardHärm。這本書教導新一代的天文物理學家如何使用初期的電腦技術創建恒星模型，當同溫層望遠鏡計劃利用氣球将儀器帶到大氣層之上，克服地球大氣湍流，産生一些前所未見的米粒斑和太陽黑子的細緻影像，從而證實太陽大氣中存在着對流。這兩項發展都證明，對我們了解像參宿四這種紅巨星的結構，有着意味深長的沖擊。
研究
在1920年，參宿四是第一顆被測出角直徑的恒星(除太陽之外)。目前估計這顆恒星的視直徑在0.043～0.056角秒，作為一個移動的目标，參宿四似乎周期性的改變它的形狀。參宿四有一些複雜的、不對稱的包層，引起巨大的質量流失，涉及從表面向外排出的龐大冠羽狀氣體，使事情變得更為複雜。甚至有證據指出在它的氣體包層内有伴星環繞着，可能有助于這顆恒星古怪的行為。
天文學家認為參宿四的年齡隻有1，000萬年，但是因為質量大而演化的很快。他被認為是來自獵戶座OB1星協的奔逃星，還包含在獵戶腰帶的參宿一、參宿二、和參宿三等0和B型晚期恒星的集團。以現行恒星演化的晚期階段，預料參宿四在未來的數百萬年将爆炸成為II型超新星。因為參宿四與地球的距離在497和789光年之間，因此參宿四可能在數個世紀前已經成為超新星，如果出現這種情況，光線依然在傳遞的過程中。
在20世紀的70年代，來自柏克萊在太空科學實驗室工作的AntoineLabeyrie在紅外線和可見光的幹涉儀上看見幾個值得注意的進展，當時研究人員開始從多架望遠鏡上組合影像，不久之後發明了"條紋追蹤(fringe-tracking)"技術。但是直到1980年代末期和1990年代初期，使用孔徑遮罩幹涉常規性的觀測參宿四時，才在可見光和紅外影像上有了重大的突破。開創的約翰E.鮑德溫和卡文迪許天體物理組的其它同事，以新技術在恒星的光球上揭露出一些明亮的斑點，并且對參宿四提供了最精确的測量。這是除了太陽之外，第一次獲得恒星盤面的可見光和紅外線影像；第一次從地面的幹涉儀和以後來自高解析的COAST望遠鏡，“亮斑”或“熱點”有力的鞏固史瓦西早在數十年前提出的大質量對流細胞主導了恒星表面的理論。
在1995年，哈柏太空望遠鏡的暗天體照相機捕捉到可以分析的紫外線影像－第一次以傳統的望遠鏡獲得另一顆恒星盤面的影像(或NASA的專門術語所謂的“直接影像”)。由于地面的儀器使用相同波長的紫外線無法獲得與哈柏同樣精确度的影像。如同早期的影像，這些紫外線的影像也有一個亮斑，顯示有一個2，000K的區域，在這個例子中位于恒星表面的西南部，其後由戈達德高解析攝譜儀的紫外線光譜認為熱點是參宿四自轉的軸點之一。這會使參宿四的自轉軸對地球的方向傾斜大約20°，與天球北極的方位角約為55°。
美國變星觀測者協會從1988年12月至2002年8月的參宿四(獵戶座α)V-頻道光度曲線。21世紀的第一個10年在許多方面都獲得了重大的進展，最核心的是在不同的波長上獲得恒星光球的影像，和對參宿四複雜星周殼的研究。在來到千禧年之際，使用紅外線空間幹涉儀(InfraredSpatialInterferometer，ISI)以中紅外線測量，估計出參宿四周邊昏暗是55.2±0.5mas，與邁克遜80年前發現的圖完全一緻。在他發表的時候，從依巴谷任務估計的視差是7.63±1.64mas，因此估計參宿四的半徑是3.6天文單位。來自智利帕拉那天文台的幹涉儀在近紅外線上的諸多研究卻引起更多對直徑的争論。在2009年6月29日，諾貝爾得主查理斯·湯發表了這顆恒星自1993年在速率的增加上已經萎縮了15%。半徑減少與相對恒定通量耦合的此一發現，成為恒星結構理論的一些根本問題。
在2009年7月，歐洲南方天文台釋出由甚大望遠鏡幹涉儀(VLTI)獲得的影像，顯示巨大的羽流氣體噴射到周圍的距離幾乎遠達到30天文單位。這相當于太陽與海王星之間的距離，但是這種物質抛射隻是發生在周圍大氣諸多動态中的一種。天文學家發現在參宿四周圍至少有6種不同的殼層活動。當本世紀開始時，解決恒星演化階段的質量損失之謎，或許可以揭示這些超巨星突然爆炸的因素。
在SIMBAD的列表中，參宿四的視星等是0.42，使它的平均亮度是天球上的第9亮星，正好就在水委一的前面。但因為參宿四是一顆變星，它的光度變化範圍在0.2至1.2之間，因此有的時候他的光度會超越南河三，成為全天第八亮星。
來自ESO的甚大望遠鏡所顯示的圖像，不僅有恒星的盤面，還有以前不知道的被氣體圍繞着的煙羽伴随着擴展的大氣層。參宿四的色指數(B–V)是1.85—在圖形上指出這是個極度“紅色”的天體。光球有着擴展的大氣層，光譜中呈現強烈的發射線而不是吸收線，這是一顆恒星外面有着濃厚的氣體包殼時出現的現象。取決于光球層徑向速度的波動，這些擴展的氣體曾經被觀察到遠離和朝向參宿四移動的運動。這顆恒星的輻射能隻有13%的是經由可見光發射出來，而大部分的輻射都在紅外線的波段。如果眼睛可以感覺到所有輻射的波長，參宿四可能會成為全天空最亮的恒星。
肉眼可見
參宿四很容易在夜空中被發現，出現在獵戶座的腰帶附近，并且肉眼就可以看見它發出的橙紅色光芒。在北半球，從每年的一月開始，可以看見它于日落時從東方升起。在3月中旬，這顆恒星在黃昏時已經在南方的天空中，而且幾乎全球各地的居住者都可以看見，僅僅隻有南極洲少數幾個位置在南緯82°更南邊的偏遠研究站才看不到。在南半球的大城市(像是雪梨、布宜諾斯艾利斯、和開普敦)，參宿四的高度角幾乎可以達到地平線上49°。一旦來到5月，就隻能在太陽剛西沉之際在西方地平線上驚鴻一瞥。
視差
自從白塞爾在1838年成功的測量出視差，天文學家就對參宿四的距離極為困惑，不确定性使得許多恒星的參數值很難得到正确的估計。準确的距離和角直徑将揭示恒星的半徑和有效溫度，導出清楚的解讀熱輻射的光度；光度與同位素豐度結合可以提供對恒星年齡和質量的估計。在1920年，當第一次以幹涉儀研究恒星的直徑時，假設視差是0.18角秒。這等同于距離是56秒差距，或是180光年，這樣不僅獲得的恒星半徑不正确，恒星的特征也不同。在這之後，有些進行的調查将這神秘的實際距離建議為高達400秒差距，或是1，300光年。
在依巴谷星表公布之前(1997)，有兩份受人尊重的出版物有參宿四最新的視差資料。第一份是耶魯大學天文台(1991)公布的視差是π=9.8±4.7mas，相當于距離大約是102秒差距，或是330光年。第二份是依巴谷輸入星表(1993)，它的三角視差是π=5±4mas，相當于200秒差距或是650光年－幾乎是耶魯估計值的兩倍。這種不确定性，使研究人員對距離估計使用寬松的範圍，這種現象引燃了許多的争議－不僅僅是在恒星的距離上，還影響到其它的恒星參數。
依巴谷任務結果在1997年發表。解決了這一個問題，新的視差值是π=7.63±1.64mas，這相當于131秒差距，或是430光年。因為像參宿四這種變光星，會造成具體的問體影響到它們距離的量化。
在這次的争論中，電波天文學的最新發展似乎占了上風。格雷厄姆和同事們使用美國國家無線電天文台(NRAO)的甚大天線陣(VLA)，以新的高空間分辨率和多波長無線電對參宿四位置的指引，獲得更精确的估計值，加上依巴谷的資料，提供了新的天文測量解答：π=5.07±1.10mas，在嚴謹的誤差因子下得出的距離是197±45秒差距或643±146光年。
接下來在計算上的突破将可能來自歐洲空間局即将進行的蓋亞任務，它将承擔詳細的分析每一顆被觀測恒星的物理性質，揭示亮度、溫度、重力和成分。蓋亞将多次測量每一個亮度暗達20星等和比15等亮的天體位置，精确度達到24微角秒－相當于從1000公裡外測量的人發直徑。攜帶的檢測設備将确保能測量像參宿四這種變星在最暗時的極限，這将解決較早時依巴谷任務位置上絕大部分的局限性。對最近的那些恒星，将能以小于0.001%的誤差因子來測量他們的距離。即使是靠近銀河中心的恒星，距離大約是30，000光年，距離測量上的誤差也将在小于20%以内。
光度變化
參宿四的紫外線影像，顯示出恒星的不對稱脈動，擴展和收縮。作為脹縮變化恒星SRC的次分類，研究人員提供了不同的假設試圖解釋參宿四反複無常的舞蹈－這導緻絕對星等在-5.27至-6.27之間的振蕩現象。這顆超巨星的外層逐漸的膨脹和收縮，造成表面積(光球)交替的增加和減少，和溫度的上升和降低－因此導緻測量到這顆恒星的亮度有節奏的在最暗的1.2等，如同1927年早期見到的，和最亮的0.2等，如同1933和1942年，之間變化著。像參宿四這種紅巨星，因為大氣層本來就不穩定因此會通過脈動的方法。
當恒星收縮，它吸收越來越多通過的能量，造成大氣層被加熱和膨脹。反過來，當恒星膨脹時，它的大氣層變得稀薄，允許較多的能量逃逸出去并使溫度下降，因此啟動一個新的收縮階段。在計算恒星的脈動和模型都很困難的情況下，有幾個交錯的周期。在20世紀的1930年代，Stebbins和Sanford的研究論文指出有一個由150至300天的短周期變化調制成的大約5.7年的規則循環變化周期。
縮減的角度分析相當于從1993年看見的56.0±0.1到2008年的47.0±0.1mas－在15年内幾乎縮減了0.9天文單位，或大約相當于每小時1，000公裡。
天文學家預計參宿四最終會以II型超新星爆發來結束它的生命，剩餘一顆中子星，或是其質量隻足夠變成一顆白矮星。但各方對它還有多長壽命并沒有一緻的意見：有些人認為它的直徑不停變化代表着參宿四正在融合它的碳原子，而會在數千年之内變成超新星；不同意這觀點的人則認為它可以生存更久。
體積縮小
光發明人查爾斯·湯斯當天在一份聲明中說：新測量發現，過去15年中，參宿四的直徑縮小15%，其縮小幅度平緩，但呈逐年加快趨勢。
參宿四半徑為5個天文單位，也就是5倍于地球到太陽的距離。如果把它安放在太陽系的中心，它的表面幾乎達到木星的軌道。這意味着，“參宿四”這15年中縮減了相當于金星到太陽的距離。
參宿四依然巨大，用“哈勃”太空望遠鏡觀察，它仍屬于少數呈碟狀、而非光點的恒星。但作為紅超巨星，它已快走到生命的盡頭。
愛德華·威什諾說，他們并不清楚為什麼“參宿四”體積會縮減，“對星系和遙遠的宇宙，包括快走到生命盡頭的紅超巨星來說，人們仍有太多的未知”。
研究人員接下來仍會繼續研究“參宿四”，觀察它到底是繼續縮小還是轉而膨脹。研究人員還指出，盡管“參宿四”體積在縮小，但它的亮度在過去15年中沒有明顯變暗。
最新發現：出現不明弓形激波要發生超新星爆炸
2013年1月，歐洲空間局的“赫歇爾”空間望遠鏡觀測到參宿四星周圍存在的多個特殊的弧形結構，科學家認為外圍盾形結構将在5000年内與宇宙塵埃“強”發生碰撞。
右圖中顯示了參宿四星在25弧分跨度上的圖像數據，這顆紅超巨星周圍出現了分布不均勻的宇宙物質群，在參宿四星左邊6至7弧分方向上的天體是來自其自身的物質抛射，在與星際介質相互作用後形成了弓形激波現象。
科學家認為參宿四星很可能處于壯觀的超新星爆發階段上，來自“赫歇爾”空間望遠鏡的圖像顯示，參宿四星的恒星風撞擊周圍的星際介質，形成了結構明顯的弓形激波，研究人員觀測後确認其速度可達到每秒30公裡。
在參宿四星的運動方向上，科學家觀測到一些質量損失的迹象，比如一系列的塵埃、物質混亂的情形，越是接近恒星的區域，則顯示出明顯的不對稱結構。雖然在一些較早的理論研究中提出，參宿四星外圍出現的“牆”狀結構是恒星演化階段所抛射出的物質所緻，但新的空間望遠鏡圖像數據分析表明其可能與星系磁場相關聯，而處于邊緣處的星際氣體雲也正在被參宿四星的光芒所照耀。如果“牆”狀結構是一個完全獨立的天體（物質），那麼科學家認為參宿四星的外圍弧形激波在5000年内與前者發生碰撞。
就參宿四而言，按照現有研究可以肯定的是，參宿四在未來很快就注定會成為一顆超新星。但是用天文術語來說，“很快”可能意味着從今天到10萬年後的任何時間。大家可能會感到疑惑，現代科學理論已經如此精确，為何天文學家仍然不能準确預測恒星爆發的時間？這是因為恒星内部的結構非常複雜，存在諸多的不确定性。事實上，一顆大質量恒星如何在它生命末期演變為超新星爆發，是困惑了天文學家很久的難題。盡管最近一些年取得了相當多的進展，但依舊還是存在太多不能準确回答的問題。就像一些天文學家所說，參宿四究竟什麼時候成為超新星爆發，誰又能準确預測呢。nn當參宿四這樣的大質量恒星耗盡燃料時，維持其核心發光的核反應就會停止。它将沒有足夠的輻射來抵抗重力，導緻核心坍縮，形成一顆緻密的中子星。此時外部氣體坍縮下落過程中産生的沖擊波會将整個恒星摧毀，成為一顆非常耀眼的超新星。這顆恒星爆發時候所産生的絕對亮度，會比銀河系中其它所有恒星産生的亮度總和還要大。nn如果參宿四真的爆炸，普通大衆會看到何種景象呢？那将是極其壯觀的，足以讓你大飽眼福。它的亮度甚至會超過當年的1054超新星（相比較而言，參宿四距離我們700光年，而蟹狀星雲距離我們6500光年），在連續幾個星期内，不僅白天能夠看到，晚上的時候甚至會比滿月還亮一點（滿月平均視星等為-12.74，此超新星爆發的視星等可達-12.4）。nn不過你也不用過分擔心，即使參宿四發生超新星爆發，也不會傷害到地球。根據天文學家的估算，參宿四的爆炸不會破壞地球大氣層，因為它的質量不夠大，還不足以産生很強的伽馬輻射（比如伽瑪射線暴）。參宿四距離地球700光年，盡管在宇宙尺度上并不遙遠，但對地球而言也已經足夠遙遠了，所以不足以造成任何破壞。
