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天文学家最新公布:北极星的长期隐藏特性

2018-08-01 01:31

北极星(Polaris)在人类历史上扮演了重要的角色,但对其基本特性的了解却不尽人意。这一问题在很大程度上可归因于与恒星距离有关的不确定性,天文学家大卫·特纳和他的同事在一篇论文中已经解决了这一问题。北极星是最近的作为造父变星的脉冲恒星,对北极星距离的坚实了解将有助于确定哈勃常数和限制神秘暗能量的参数。与北极星的可靠距离可以进一步校准著名的造父变星关系,造父变星关系是建立宇宙距离尺度的核心。对于北极星的距离,或者说是构成北极星系统的恒星(至少存在两个同伴)的不确定性,源于Hipparcos卫星测量它的距离为133(434光年),而其他一些研究则把它更靠近太阳。

图片:Canadian Astronomical Society

博科园-科学科普:为北极星建立的新距离依赖于高分辨率光谱分析,对北极星各种距离估计之间的差异转化为30%的相对不确定性,这暗示了天文学家知道某些环绕银河系的星系的距离,尽管它们的距离是北极星500倍左右,但它们的相对精度更好。北极星所呈现的某些异常,迄今为止还没有直接的解释,对北极星的高分辨率光谱观测可能预示著理解这颗恒星的新时代的开始。两个维拉诺瓦大学的天体物理学教授领导了一个研究小组发现了北极星的长期隐藏的物理性质。到目前为止,科学家们对这颗恒星与地球距离(322-520光年)的广泛估计使得确定它的物理组成变得困难。但是通过最近欧洲航天局(ESA)盖亚任务(447+/- 1.6光年)的精确距离测量,维拉诺瓦团队已经能够确定北极星的半径、固有亮度、年龄和质量。

北极星是我们最近的经典造父变星,它是一种罕见而重要的超巨星类。内在亮度(光度)和脉冲周期之间的关系允许造父变星作为“标准烛光”来测量到星系的远近距离。之前距离的巨大不确定性是确定我们最近(也是最亲爱的)造父变星属性的真正障碍。盖亚任务测量到它的距离超过0.5%。利用精确的距离测量为研究北极星和其他造父变星的结构和演化开辟了新的道路。该研究小组由主要研究人员、研究助理教授斯科特·恩格尔博士、天文学和天体物理学教授爱德华·金南、博士、维拉诺瓦的天体物理学和行星科学部门的博士,以及佩尔·哈马内克、DrSc等组成,来自布拉格查尔斯大学的天文研究所在《美国天文学会研究》上发表了他们的发现。

从盖亚DR2到我们最近的造父变星精确距离,解释了这一突破对于进一步研究北极星的重要性,对于研究恒星脉动、造父变星特性、演化和结构来说,是一个重要的天体物理实验室。对北极星的研究提供了对造父变星作为一个类的更清晰理解,造父变星对于确定星系的距离和宇宙膨胀率来说是至关重要的。除了少数之外,其他所有都离得太远,无法用北极星现在提供的精度来确定他们的基本物理性质。当新的技术或工具能够解决旧的争论时,总是令人兴奋的,造父变星从根本上来说是非常重要的恒星,尤其是北极星,长期以来一直是人们关注的焦点。确定距离和如此精确的恒星属性对于恒星本身来说是令人兴奋的,但是这是一个很好的例子,说明了我们可以期望通过现在(和未来)盖亚数据进行进一步的研究。

博科园-科学科普|参考期刊文献 :《arxiv》,《Research Notes of the AAS》|研究/来自:加拿大天文学会,维拉诺瓦大学, DOI: 10.3847/2515-5172/aad2d0

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