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zywpp木蟲 (正式寫手)
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[交流]
【前沿】獨特雙星系統(tǒng)解開脈動恒星之謎 已有3人參與
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 北京時間11月25日消息，天文學(xué)上精確測定恒星和星系的距離長期以來一直是讓天文學(xué)家們困擾的難題，除去三角視差等經(jīng)典方法，有一類特殊的天體，為天文學(xué)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(guī)律性地變亮再變暗，周期從幾天到幾個月不等。這是因為它的大氣溫度會產(chǎn)生有規(guī)律的冷熱變化，因而導(dǎo)致整個恒星體有規(guī)律地膨脹或收縮。 20世紀(jì)初，美國天文學(xué)家李維特(H·Lieavitt)發(fā)現(xiàn)了著名的“周光關(guān)系”：造父變星的光變周期越長，其光度就越大。 周光關(guān)系的意義在于它為天文學(xué)家提供了一種簡便而相對精確的恒星距離測量方法：假設(shè)有兩顆同樣亮度的恒星，距離地球較遠(yuǎn)的那顆看上去會較暗。這樣一來，只要目標(biāo)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(fā)光能力)，天文學(xué)家就能根據(jù)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(yuǎn)的星系，天文學(xué)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(yīng)用價值，造父變星被天文學(xué)家們稱為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”。 測量造父變星質(zhì)量的歷史 由于缺乏觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家們一直不能理解造父變星的質(zhì)量和其光度變化之間存在何種對應(yīng)關(guān)系。從上世紀(jì)60年代起，天文學(xué)家一直在努力試圖測定其質(zhì)量，但結(jié)果都讓他們感到沮喪。 目前針對這一問題，天文學(xué)界有兩個主流的理論模型，但是它們產(chǎn)生的預(yù)測結(jié)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(zhì)量值總會高出第二種方法結(jié)論20%—30%。直到最近，天文學(xué)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(xiàn)在，天文學(xué)家們報告發(fā)現(xiàn)了一個獨特的雙星系統(tǒng)，這將可能成為天文學(xué)家們解決這一難題的里程碑，并允許科學(xué)家們第一次有能力分辨這兩種理論究竟哪一種更加準(zhǔn)確。 “我們以前所未有的精度測定了一顆造父變星的質(zhì)量”，做出這項成果的科研小組負(fù)責(zé)人格茲霍茨·皮特任斯基(Grzegorz Pietrzyński)說。他來自波蘭華沙大學(xué)�！斑@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(fā)現(xiàn)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(tǒng)，并且從地球的角度看去，這兩顆成員星交替“掩星”。 在天文學(xué)上，這樣的雙星被稱為“食雙星”。它和普通雙星系統(tǒng)的不同之處在于它和地球之間所處的角度關(guān)系：兩顆成員恒星相互繞轉(zhuǎn)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(dāng)一顆恒星經(jīng)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(xué)家獲得大量信息。這種例子非常罕見。此次新發(fā)現(xiàn)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(yuǎn)鏡，小組的科學(xué)家們確認(rèn)了這兩顆成員恒星的精確質(zhì)量，以及它們的大小和軌道運動情況。這一質(zhì)量測定結(jié)果的誤差不超過1%，這是前所未有的。 新的質(zhì)量數(shù)據(jù)支持恒星脈動理論的預(yù)測。相對而言，另一種基于恒星演化理論得出的數(shù)據(jù)和此次觀測所得的數(shù)據(jù)相差懸殊。 現(xiàn)在，有了這項新的進(jìn)展，天文學(xué)家們希望它將幫助使這把有用的“量天尺”變得更加精準(zhǔn)。 有關(guān)這項發(fā)現(xiàn)的詳細(xì)情況已經(jīng)發(fā)表于11月25日的《自然》雜志。 |
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2樓2010-11-28 08:05:09
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4樓2010-12-04 13:45:24
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