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鹅妹子嘤!TESS发现古代北极星也会发生食变

发表时间:2020-01-23 07:01:00  来源:野望文存  浏览:次   【】【】【

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原作:Francis Reddy

翻译:胡梦颖

校对:马玥 牧夫天文校对组

编排:李子琦

后台:库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/surprise-tess-shows-ancient-north-star-undergoes-eclipses


天文学家研究系外行星凌星巡天卫星(TESS)采集的数据,发现天龙座α星和它较为暗淡的伴星周期性地彼此掩食。天龙座α星是一颗四等星,肉眼可见,有许多关于它的研究。天文学家们之前就知道它是一个双星系统,但是发现它是交食双星系统还是十分惊讶的。


“脑海中第一个问题就是‘我们之前为什么忽略了这点?’”来自美国宾州维拉诺瓦大学的博士后研究员安吉拉·柯克西卡(Angela Kochoska)说。她在今年1月6日在火奴鲁鲁举办的第235届美国天文学会会议上提出了这项发现。“食变发生得很快,只有6个小时,所以地面望远镜很容易就忽视了它。同时,这颗星太亮了,NASA的开普勒望远镜的探测器很快就过饱和了,这也掩盖了食变现象。”


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右枢,又称为天龙座α,距离地球约270光年,位于北半球的天龙座。这个动画展示了右枢交食双星系统的初步模型,数据来源于TESS卫星探测器。这对双星环绕对方的周期为51.4地球日,相互间隔比水星离太阳稍远一些。我们大概是在距离这对双星的轨道平面的3度的视角观察,这意味着这对双星存在食变现象,但是我们看不到一颗星完全遮住另一颗的景象。主星的体积是太阳的4.3倍,表面温度为9700摄氏度,比太阳表面温度高70%。 伴星的亮度是主星的1/5,体积大概是主星的1/2,比太阳表面温度高40%。

Credit:NASA戈达德航天中心/克里斯·史密斯(USRA)


这对双星是人类迄今为止发现的最明亮的交食双星之一。在交食双星系统中,两颗恒星相距较远,仅在相互引力作用下围绕公共质量中心运动,相互绕转彼此掩食。这样的系统很重要,因为天文学家可以十分精确地去测量双星各自的质量和直径。


天龙座的α星,又被称为右枢,在北半球的天龙座内,距离地球约270光年。虽然它被标记为“α”, 但它是天龙座的第八亮星。右枢的名气要追溯到4700年前,那时最早的几座金字塔刚在埃及被建造好。


当时,它是北极星,是最靠近地球自转轴北天极的恒星,因此所有恒星都在夜晚围绕着它转动。今天北极星是勾陈一,小熊座α,一颗更亮的二等星。这个变化是因为地球的自转轴在摆动,称为岁差,其周期为26000年,因此自转轴在慢慢变化。


TESS卫星探测器监测着广域天空,27天为一个周期。这么长时间的观察可以让探测器发现恒星的亮度变化。这位NASA最新的行星猎手主要搜寻恒星变暗的情况,这通常是由于行星掠过前方导致。TESS也可以用于研究许多其他的现象。


一份2004年的报告推测到右枢亮度有轻微变化,周期为1小时,也许是这个系统的主星在发出脉冲。为了确认这点,来自澳大利亚悉尼大学和丹麦奥胡斯大学的提摩西·贝丁(Timothy Bedding),丹尼尔·何(Daniel Hey )与西蒙·墨菲(Simon Murphy),研究了TESS采集的数据。在去年10月,他们发表了一篇论文,里面写到发现右枢处于交食双星系统中,并证明周期小于8小时的脉冲并不存在。


现在柯克西卡与何正在共同研究这个系统,以期获知更多细节。


“我正在和丹尼尔一起给这对食变星建模,并且讨论如何加入更多的数据,以优化我们的模型。”柯克西卡解释说。“我俩在建模上采取了不同的方法,希望我们的付出能完美地描述这对交食双星。”


从以往的研究得知,这对双星平均距离6100万千米,比水星离太阳稍远一些,环绕对方的周期为51.4地球日。初步模型表明,我们大概是在距离这对双星的轨道平面的3度的视角观察,这意味着我们看不到一颗星完全遮住另一颗的景象。主星的体积是太阳的4.3倍,表面温度为9700摄氏度,比太阳表面温度高70%。 伴星的亮度是主星的1/5,体积大概是主星的1/2,比太阳表面温度高40%。


柯克西卡说她正在筹划地面望远镜的进一步观测,并等待更多的TESS监测数据。


“在一颗众所周知且名垂史册的恒星上观测到食变现象,TESS卫星探测器实在功不可没,震惊了天文界。”帕迪·博伊德说,他是TESS项目的科学家,在马里兰州格林贝尔特NASA戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center )工作。“因此,高精度不间断的TESS监测数据能帮助我们获得前所未有的高准确度的恒星基本参数。”


TESS 项目由 NASA 天体物理探索项目支持,位于麻省坎布里奇的麻省理工学院为项目领导机构,位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德航天中心为项目管理机构。其他的合作机构有诺斯罗普格鲁曼(Northrop Grumman),位于美国弗吉尼亚州佛尔斯彻赤;NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center),位于美国加州硅谷;哈佛史密松天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics),位于美国麻省坎布里奇;麻省理工学院林肯实验室(Lincoln Laboratory);空间望远镜研究所(Space Telescope Science Institute),位于美国巴尔的摩,以及世界各地的其他许多大学、研究机构和天文台。


天龙座α星(圈内),又称为右枢,一直以来众所周知是一个双星系统。现在从NASA的TESS卫星探测器传回的数据表明,它是一对交食双星。

图源:NASA/MIT/TESS



责任编辑:马玥

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