爱读书 探索 偶然的观察发现因为一颗太暗而看不见恒星

偶然的观察发现因为一颗太暗而看不见恒星

欧洲航天局正在执行盖亚任务,主要是对银河系进行一些令人不可思议的观测,为我们观测天空中的众多恒星提供了新的视角。而且,它还能揭秘更多关于那些我们看不到的恒星的信息。

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据《天文学与天体物理学》报道,盖亚发现了一颗大约49,000光年远的恒星突然变亮或变暗。过了几个星期,它又忽明忽暗。这个被称为盖亚16aye的事件非常特别。这种变暗现象在一天之内就发生了,这是与其他超新星或恒星与众不同的。

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实际情况是恒星什么都没做。亮度的变化是由另外两颗离地球近得多的恒星引起的,距离地球约2500光年。由于它们在天空中的排列,它们的重力就像一个透镜,改变了远处物体的亮度。

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这种现象被称为微引力透镜,常被用于天文学研究不可见的物质,如暗物质或黑洞。这是盖亚探测到的第二次微引力透镜事件,但它确实让研究人员感到困惑,因为它看起来完全不像之前的事件。

“如果你有一个由单一物体引起的单透镜,亮度会有一个小的、稳定的上升,然后会有一个平滑的下降,主要是因为镜头经过遥远的光源前再离开”主要作者Łukasz Wyrzykowski, 在波兰华沙大学天文台的一份声明中如是说。

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“在这种情况下,恒星的亮度不仅急剧下降而不是平稳地下降,而且几周后它又变亮了,这是非常不寻常的。在500天的观测中,我们已经看到它变亮和下降了5次。”

对这种奇特现象最好的解释是,这不仅仅是一个恒星的微透镜现象,而是两个。该小组收集了足够的信息,能够分辨出这两颗恒星是红矮星,它们的质量分别是太阳的0.57倍和0.36倍。它们的距离大约是地球和太阳距离的两倍,它们围绕共同质心运行的时间为2.88年。

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“我们根本看不到这个双星系统,但通过它作为背景恒星的透镜所产生的效果,我们能够了解它的一切,”加州理工学院博士后学者、合著者普泽梅克·莫罗兹补充道。

这项研究可能要感谢来自世界各地50个不同天文台的后续观测,允许对这一特殊事件的持续监测。

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微透镜事件:通过引力微透镜技术发现的冰冻的系外行星OGLE -2005- BLG -390磅(仅比地球重5倍),这为我们提供了第一个观测线索,即宇宙中普遍存在的类地行星。这个新世界的存在,仅仅在一个晚上就从这颗恒星亮度的一个小光点中显现出来了,但我们可能再也无法看到它了即使用同样的方法。

关于引力微透镜

这听起来很戏剧性,但引力微透镜依赖于一次性的机遇来发现系外行星。如果一颗恒星移动到另一颗更遥远的恒星的前面(相对于地球上的观测者而言),来自遥远恒星的光会被更近恒星的引力所弯曲,而更遥远的恒星则会被放大。这种效应被称为引力透镜效应,类似于将酒杯脚放在图片前所产生的效应(见下面的视频)。透镜不是由玻璃或塑料制成的,但它是由较近恒星的重力场提供的。当较近的恒星移动到遥远恒星的前面时,遥远恒星的放大图像会变得更亮,达到顶点,然后以平滑的方式变得更暗。

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如果较近的恒星有一颗或多颗行星在它的轨道上运行,那么增亮和变暗放大图像的形状就不是平滑的, 但其中有一个额外的“光点”(“光点”的确切形状主要取决于离它有多近,距离越远的恒星越近。)。下面的图表显示了这颗遥远恒星的亮度是如何随时间变化的。你可以清楚地看到,靠近的行星叠加在遥远恒星的光曲线上的光点。

像OGLE和MOA这样的调查小组每年都会发布数百个微透镜警报。这使得专门的后续团队能够探测这些行星信号。自2003年以来,微透镜技术已经发现了大约10颗太阳系外行星,而且每年都有更多的发现。2006年1月,世界各地的新闻网络宣布了一项微透镜发现了一颗质量为地球5-10倍的系外行星,该行星围绕一颗m -矮星运行,被誉为2006年最重要的科学发现之一。

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2008年,在距离太阳系4900光年的恒星OGLE-2006-BLG-109L周围发现了一个小型太阳系。这颗恒星的质量大约是太阳的一半,温度要低得多(4000开尔文)。两颗巨大的行星在轨道上被发现,它们的质量、离太阳的距离以及与木星和土星的平衡温度都差不多。

寻找微引力透镜现象的最佳时间是当银河系的中心(或凸起)可以从地球上看到的时候。因为那里有太多的恒星,从我们的视角来看,一颗恒星从另一颗恒星前面经过的几率更高。银河系突起的时期通常在4月到9月之间,在南半球最容易看到。

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与其他方法发现的系外行星相比,微透镜对距离恒星较远、温度较低的行星最为敏感,这可以帮助我们在非常近的轨道上发现高质量的行星。这意味着微引力透镜能让我们找到以不同于大多数已知行星的方式形成的行星。它还能让我们找到围绕太阳的恒星群之外的行星。这些行星比大多数已经发现的太阳系外行星都要远。所以我们正在研究银河系其他地方的行星形成过程是否与它们在太阳附近的形成过程相似。

作者: Alfredo Carpinet

FY: J.Smiley

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