類太陽恆星亮度變化成天文學難解之迷

2010-01-02 22:20 作者:謝 誠

 

天文學家觀察到的類太陽恆星的演化

歐洲南方天文臺網站2009年12月7日報導, 歐洲南方天文觀測臺超大天文望遠鏡的大量研究加深了類太陽恆星長期以來的神秘。大約三分之一類太陽恆星在生命晚期的異常年度亮度變化仍然無法解釋。在過去的幾十年，天文學家提出了許多解釋，但新的辛勤觀測推翻了所有的解釋。

"天文學家一下子置身於黑暗之中，我們不願意這樣。" 澳大利亞斯特姆洛山觀天臺文章的主作者克瑞斯汀∙尼古拉斯說，"我們得到至今為止對類太陽恆星最全面的觀測，它們明顯表明對於異常運動的所有可能的解釋都失敗了。"

這個組自1930年代研究了銀河系和其它星系的大約三分之一的類太陽恆星的奧妙。所有質量類似太陽的恆星在生命晚期在成為白矮星前都變成紅、冷、超大。即人們知道的紅巨星，這些老恆星表現出時間跨度達兩年的很強亮度週期變化。

"這種變化原本認為是由於我們所謂的‘恆星脈動'，" 尼古拉斯說，"大概地說，巨大恆星的脹縮，成為有規律的亮暗。然而，三分之一的這樣恆星表現出無法解釋的額外週期變化，甚至更大時間跨度到5年。"

天文學家用長達兩年半監測了我們銀河系的鄰居，大麥哲倫星雲的58顆恆星。他們得到在歐洲南部天文觀測臺超大天文望遠鏡高清晰度的FLAMES/GIRAFFE光譜儀的光譜，並且結合其它望遠鏡的圖像，得到給人深刻印象的這些變化恆星的性質總匯。

像尼古拉斯和她同事收集到的這樣大量的數據往往為如何縮小理論家的可能解釋範圍來解決天文謎團提供指導。然而這次，觀測與所有模型不相容，重啟了需要徹底辯論的問題。由於這個研究，天文學家現在意識到他們的"無知"-一個真正推動求知過程的推動力，正如古希臘哲學家蘇格拉底所說。

"新收集的數據表明對於額外變化，脈動是非常不可能的解釋，"研究組負責人彼得∙伍德說，"另一種產生恆星亮度變化可能機理是恆星自身在雙體系統中移動。然而，我們的觀測與這也非常不相容。"

這個研究小組從進一步的分析中發現無論什麼是產生無法解釋變化的原因，它都造成巨星發射出塊狀物質或伸展的盤狀。尼古拉斯總結說："需要福爾摩斯來解決這個令人失望的奧秘。"