|
一個食雙星系統的藝術想象圖，其中一顆成員星是造父變星 北京時間11月25日消息，天文學上精確測定恒星和星系的距離長期以來一直是讓天文學家們困擾的難題，除去三角視差等經典方法，有一類特殊的天體，為天文學家提供了一個“量天尺”。這就是造父變星(Cepheid Variable)。和太陽不同，造父變星會按照一定的周期規律性的變亮再變暗，周期從幾天到幾個月不等。這是因為它的大氣溫度會產生有規律的冷熱變化，因而導致整個恒星體有規律的膨脹或收縮。 20世紀初，美國女天文學家李維特(H·Lieavitt)發現了著名的“周光關系”：造父變星的光變周期越長，其光度就越大。 周光關系的意義在于它為天文學家提供了一種簡便而相對精確的恒星距離測量方法：假設有兩顆同樣亮度的恒星，距離地球較遠的那顆看上去會較暗。這樣一來，只要目標是造父變星，那么只要測定其光變周期便可獲知其光度，有了確定的光度值(即它實際的發光能力)，天文學家就能根據其視星等(即從地球上看上去的亮度)精確推算其實際距離。 如果擴展開去，對于一個遙遠的星系，天文學家如果能在其中找到一顆造父變星，同樣就能大致判斷其距離。甚至幫助研究人員判斷宇宙的膨脹速度。由于它的巨大應用價值，造父變星被天文學家們稱為“標準燭光”。 測量造父變星質量的歷史 由于缺乏觀測數據，科學家們一直不能理解造父變星的質量和其光度變化之間存在何種對應關系。從上世紀60年代起，天文學家一直在努力試圖測定其質量，但結果都讓他們感到沮喪。 目前針對這一問題，天文學界有兩個主流的理論模型，但是它們產生的預測結果差異懸殊。其中一種方法是基于恒星的演化理論，而另一種則基于變星的物理特性。采用第一種方法計算得出的造父變星質量值總會高出第二種方法結論20%~30%。直到最近，天文學家都沒有辦法去判斷究竟哪一種方法是正確的。 柳暗花明 現在，天文學家們報告發現了一個獨特的雙星系統，這將可能成為天文學家們解決這一難題的里程碑，并允許科學家們第一次有能力分辨這兩種理論究竟哪一種更加準確。 “我們以前所未有的精度測定了一顆造父變星的質量”，做出這項成果的科研小組負責人格茲霍茨·皮特任斯基(Grzegorz Pietrzyński)說。他來自波蘭華沙大學。“這項新的成果允許我們能一眼看出之前的兩種主流方法哪一種是正確的。” 該科研小組發現了一個獨特的造父變星，編號OGLE-LMC-CEP0227。它顯得與眾不同，因為它是一個雙星系統，并且從地球的角度看去，這兩顆成員星交替“掩星”。 在天文學上，這樣的雙星被稱為“食雙星”。它和普通雙星系統的不同之處在于它和地球之間所處的角度關系：兩顆成員恒星相互繞轉的軌道平面和地球上我們看過去的視線處于同一平面。因此當一顆恒星經過另一顆恒星面前時，它會“遮住”背后那顆恒星的光芒，使它亮度暫時變暗。這種亮度的變化可以讓天文學家獲得大量信息。這種例子非常罕見。此次新發現的這一對雙星位于銀河系之外，屬于大麥哲倫星系范圍，距離地球約16萬光年。 借助歐洲南方天文臺(ESO)所屬智利拉西拉天文臺，以及其他地點的望遠鏡，小組的科學家們確認了這兩顆成員恒星的精確質量，以及它們的大小和軌道運動情況。這一質量測定結果的誤差不超過1%，這是前所未有的。 新的質量數據支持恒星脈動理論的預測。相對而言，另一種基于恒星演化理論得出的數據和此次觀測所得的數據相差懸殊。 現在，有了這項新的進展，天文學家們希望它將幫助使這把有用的“量天尺”變得更加精準。 有關這項發現的詳細情況已經發表于11月25日的《自然》雜志。(晨風) (責任編輯：白雪松) |
/a>
