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科学家解开50年脉动恒星难题

  科学家们解开了50多年的脉动恒星问题

  天文学除了经典的方法,如三角形视差,天文学家对恒星和星系之间距离的精确测定一直是一个困境。有一类特殊的天体为天文学家提供了一个“量度日尺”。这是造父变星。与太阳不同的是,造父变星通过一定的周期变化变得更明亮,更暗,从几天到几个月不等。这是因为它的大气温度会产生热量和冷量的有规律的变化,导致整个恒星的有规律的膨胀或收缩。 20世纪初期,美国天文学家利耶维特(H. Lieavitt)发现了着名的“周光关系”:光照变化周期越长,光度越大。周光与天空关系的意义在于它为天文学家提供了一种简单而相对精确的恒星距离测量方法:假设有两颗亮度相同的恒星,距离地球较远的地方会出现黑暗。因此,只要目标是造父变星,通过简单地测量它的光变周期,并以一定的光度值(即它的实际光功率),就可以确定该变量的光度。地球看起来)精确计算实际距离。如果超出这个范围,对于一个遥远的星系,可以找到造父变星的天文学家也可以大致确定它们的距离。甚至帮助研究人员判断宇宙的扩张速度。由于其巨大的应用价值,造父变星是被称为“标准烛光”的天文学家。由于缺乏观测资料,科学家们一直无法理解质量与其亮度变异Cepheid之间的对应关系。自20世纪60年代以来,天文学家一直在努力测量它们的质量,但结果令他们感到沮丧。目前在天文学上这个问题有两个主流的理论模型,但是它们产生的预测结果差别很大。其中一种方法是基于恒星的演化理论,而另一种方法是基于变星的物理性质。由第一种方法计算的表亲变量总是比第二种方法高20%-30%。直到最近,天文学家还没有办法决定哪种方法是正确的。现在天文学家报告发现了一个独特的二进制系统,这可能是天文学家解决这个难题的一个里程碑,并且让科学家第一次有能力区分哪一个更准确。研究小组负责人GrzegorzPietrzyński说:“我们以前所未有的精度测量了Cepheid变量的质量。他来自波兰的华沙大学。 “这个新的成就使我们一眼就能看出两种主流方法中哪一种是正确的。”研究小组发现了一颗独特的造父变星OGLE-LMC-CEP0227。它看起来不同,因为它是一个二元体系,从地球的角度来看,这两颗恒星交替地是“隐形星”。在天文学中,这样的二进制体被称为“食物二进制体”。它不同于普通的二元体系与地球的角度关系:两颗恒星相互转动的轨道平面与地球对我们过去的看法是在同一个平面上。所以当一颗恒星在另一颗恒星前面经过时,它会“挡住”在恒星后面的恒星,使恒星的光度暂时变暗。这种亮度变化可以给天文学家很多信息。这个例子非常罕见。新发现的二元对位于银河系外,属于大麦哲伦星系,距地球约16万光年。通过位于欧洲南方天文台(ESO)和其他地方的智利莱索托天文台的望远镜,科学家们确认了两颗星的精确质量,它们的大小和轨道运动。误差不超过1%,这是前所未有的。新的质量数据支持恒星脉动理论的预测。相比之下,另一种基于恒星演化理论的数据与这个数据有很大的不同现在,随着这个新的进展,天文学家希望能够使这个有用的“标准”更加准确,关于这一发现的细节已经在11月25日的“自然”杂志上发表。

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