天文学家首次发明精确测量红巨星表面温度的方

天文学家首次发明精确测量红巨星表面温度的方


  红色巨星是指在超新星爆发中终结生命的恒星类型。其生命周期尚未被充分理解,部分原因是其温度难以测量。如今,天文学家首次发明了精确测量红巨星表面温度的方法。

  星体有不同的大小,质量和成分。人们认为太阳是一颗相对较小的恒星,特别是和参宿四,即红巨星相比较。红色巨星的质量是太阳的9倍多,也就是说,当它们死亡时,会以极其猛烈的方式爆发,特别是第二类超新星。

  第二颗超新星是在宇宙中播下生命的必要元素,所以研究者们渴望更多地去了解它们。我们无法精确地预测超新星爆炸。解决这一难题的一小部分是要了解在超新星出现之前红巨星的本质。

  虽然红巨星非常明亮,远近可见,但是很难确定其重要属性,包括温度。其原因在于,它们高层大气复杂的结构导致温度测量结果不一致,而这些不一致可能适用于其他类型的恒星。

  要想测量红巨星的温度,我们必须找出一种不受复杂大气层影响的光谱。DaisukeTaniguchi,日本东京大学天文系的研究生,说:“化学标记被称为吸收线,是理想的选择,但是它没有单独的线可以显示温度。”但是,通过观察两条不同但相关的线的比值,我们发现这一比值本身就和温度有关。

  塔尼古奇的研究小组使用名为“WINERED”的仪器观察候选星,该仪器可以与望远镜连接,用于测量遥远物体的光谱特征。为了估算温度,他们测量了铁吸收线,并计算了比值。把这些温度和欧洲航天局的盖亚空间望远镜得到的精确距离测量数据结合在一起,研究者们计算了恒星的光度,得出了和盖亚观测结果一致的结论。有关论文在《英国皇家天文学会月刊》上发表。

  我们还需要对超新星以及相关的物体和现象有更多的了解,但是我认为这项研究将有助于天文学家填补一些空白。塔尼古奇说,“参宿四在2019年和2020年的表现出人意料的差。这很有趣,如果我们能预测它是否和什么时候会变成超新星。”

  某些情况下,恒星会在消耗掉所有的氢和氦燃料后走向他们生命的尽头,并形成超新星。这类超新星被称为“II型超新星”。根据质量的不同,恒星的遗骸会形成中子星或是黑洞。而在其他大多数情况下,恒星会成为超新星是因为它们吸走了其双星伴侣的物质,这就是“I型超新星”。此时,双星系统中的一方已经迈过超新星阶段,形成白矮星或黑洞;当其伴星按主序膨胀为红巨星时,白矮星或黑洞的引力就开始吸积红巨星表面的物质,并把红巨星逐渐拽成“盘子”形状。随着时间流逝,白矮星/黑洞从红巨星那里吸走的物质越来越多,直至无法承受,在核心引发一场逃逸核聚变,形成超新星。无论是哪种超新星,其爆发达到的亮度都可与整个星系的亮度相匹敌。

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