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解决一个奇怪的食月之星的200年之谜

  一个艺术家的Epsilon Aurigae系统的形象,一个尘土飞扬的圆盘围绕着一颗伴星旋转。图片来源:NASA / JPL-Caltech 近200年来,天文学家对明亮的冬季明星Epsilon Aurigae的奇怪调光过程感到困惑。现在,由于欧洲航天局盖亚卫星的精确距离测量,科学家已经确定了这个过程中涉及的两颗恒星的质量,以及它们的物质交换如何导致地球上长达数十年的日食。每隔27年,Epsilon Aurigae就会昏迷两年。科学家们猜测是什么引起了日食:流星云,黑洞,另一颗恒星或一盘物质。在最近一次日食之前,2010年,天文学家开始怀疑该系统包含两颗恒星,周围环绕着一团气体和尘埃。但这对恒星的性质仍然是个谜。 “长期以来的辩论 - 像[Gerard] Kuiper和[Otto] Struve这样的天文学家已经对它进行了权衡 - 这就是这种不透明,隐藏的事情,” 丹佛大学的天文学家Robert Stencel告诉了本月在美国天文学会第232届年会期间举行会议。同样来自丹佛大学的斯坦塞尔和研究生贾斯特斯吉布森利用盖亚的新数据来模拟能够产生在Epsilon Aurigae系统中观察到的奇怪信号的恒星对。感谢Gaia,他们发现二元星系统比以前的大多数估计要小,并且材料的交换正在进行中。[ 照片:盖亚航天器映射银河系 ] 广告 “这是一个非常活跃的系统,”斯坦塞尔说。“F星正在沸腾,[并且]同伴正在抓取材料,产生一个巨大的尘埃盘。” F型恒星比太阳略大,略微温暖。一个两世纪的谜团 1821年,德国业余天文学家约翰弗里奇首次注意到,从地球的角度来看,Epsilon Aurigae 的亮度是亮度的 2.5倍,与前一年相比,在天文亮度范围内的“幅度” ,然后慢慢恢复到之前的亮度。有趣的是,天文学家在1848年和1876年对这颗恒星进行了研究,并将该物体标记为“不规则变量”,即一颗恒星的亮度发生变化。 1903年,天文学家密切关注这颗恒星,追踪亮度下降6个月,然后是长达一年的恒定状态,然后再过6个月才恢复原状。天文学家确定恒星的半径是太阳的3000倍,使其成为宇宙中已知最大的恒星。对2010年事件的测量显示,日食是由一个怪物大小的磁盘在F型超巨星前面传播引起的。第二个更暗的星星位于磁盘的中心。但是科学家还没有准备好将这个已有200年历史的讨论搁置一床,他们继续讨论超巨星的性质。超巨星是宇宙中最大的恒星,它们的重量可达100太阳质量。(太阳质量等于太阳的质量)。 “争论的焦点是它是否是超巨星 - 我们期待一颗10到20太阳质量的恒星 - 或者它是否是某种虚假超巨星,”斯坦塞尔说。他解释说,它可能是“有点懦弱的东西;也就是说,它是一个核心和一个大气体的封套。” 所谓的超巨星实际上可能是一颗关于太阳质量的恒星。 “这是不可能证明的,”斯坦塞尔说。与观测美国宇航局的斯皮策太空望远镜和欧洲航天局的赫歇尔空间天文台,2010年日食后帮助削减这些数字,但没有精确距离,天文学家无法得到星星的最准确的群众。进入盖亚。潜在的引力波 2013年,欧空局启动了盖亚,其雄心勃勃的计划是以3D形式绘制数十亿银河系恒星。欧洲航天局于 2018年4月25日发布了盖亚的第二批数据,为许多明星提供了精确的距离 - 包括Epsilon Aurigae。斯特塞尔说,新的数据显示,奇怪的食饵系统距离我们大约1600光年远。此前的估计高达6,400光年。精确的距离使天文学家能够确定恒星的真实尺寸和质量,这些细节对于理解系统至关重要。此前,许多研究人员估计这两颗恒星的重量分别为15和12太阳质量,而盖亚的精确距离测量则统计了这些数字。在新墨西哥州Apache Point天文台 的3.5米望远镜上使用ARCES仪器,Stencel和Gibson在2010年日食期间研究了该系统。他们的研究证实,存在一条物质流进入盘中,显示出恒星仍在将质量从一个物质转移到另一个物质。 根据他们的模拟,调光星最初的重量是太阳质量的10倍,而现在明亮的恒星的重量只有太阳的5倍。这两颗星每隔100天就会相互盘旋。通常情况下,质量较高的恒星比它们的低质量恒星发展得更快。然而,在诸如Epsilon Aurigae之类的Algol二进制文件中,质量较低的恒星随着它从同伴那里吞噬物质而演变得更快。这可能是奇怪的调光明星发生的事情,斯坦塞尔说。超过2000万年,更大质量的恒星倾倒了它的材料,其中大部分都落在了同伴身上。这位曾经更大的明星在其同伴扩张时缩小了。根据ArXiv.org博客Astrobites的说法,今天,这颗曾经更大的恒星变成了一颗2.2太阳质量的冷F型恒星,而它的伴星变成了一颗被磁盘包围的5.9太阳质量B型矮星。他们的研究发表在3月份的“皇家天文学会月刊”杂志上。如果它们发生碰撞,奇怪的大规模共享Algol二进制文件将来会变得更加有趣。“任何数量的这些恒星都有可能成长为引力波源,”斯坦塞尔说。以前,科学家们已经发现了由成对的中子星共享材料产生的引力波,就像Algol恒星所做的那样。虽然天文学家将继续研究在Epsilon Aurigae最近的日食期间收集的数据,但这并不意味着他们不会期待下一次事件。 “这将大致在2037年,所以标记你的Daytimers,”Stencel说。

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