偶然的觀察發現因為一顆太暗而看不見恆星

2020-09-19 天文在線

歐洲航天局正在執行蓋亞任務，主要是對銀河系進行一些令人不可思議的觀測，為我們觀測天空中的眾多恆星提供了新的視角。而且，它還能揭秘更多關於那些我們看不到的恆星的信息。

據《天文學與天體物理學》報導，蓋亞發現了一顆大約49,000光年遠的恆星突然變亮或變暗。過了幾個星期，它又忽明忽暗。這個被稱為蓋亞16aye的事件非常特別。這種變暗現象在一天之內就發生了，這是與其他超新星或恆星與眾不同的。

實際情況是恆星什麼都沒做。亮度的變化是由另外兩顆離地球近得多的恆星引起的，距離地球約2500光年。由於它們在天空中的排列，它們的重力就像一個透鏡，改變了遠處物體的亮度。

這種現象被稱為微引力透鏡，常被用於天文學研究不可見的物質，如暗物質或黑洞。這是蓋亞探測到的第二次微引力透鏡事件，但它確實讓研究人員感到困惑，因為它看起來完全不像之前的事件。

「如果你有一個由單一物體引起的單透鏡，亮度會有一個小的、穩定的上升，然後會有一個平滑的下降，主要是因為鏡頭經過遙遠的光源前再離開」主要作者Łukasz Wyrzykowski, 在波蘭華沙大學天文臺的一份聲明中如是說。

「在這種情況下，恆星的亮度不僅急劇下降而不是平穩地下降，而且幾周後它又變亮了，這是非常不尋常的。在500天的觀測中，我們已經看到它變亮和下降了5次。」

對這種奇特現象最好的解釋是，這不僅僅是一個恆星的微透鏡現象，而是兩個。該小組收集了足夠的信息，能夠分辨出這兩顆恆星是紅矮星，它們的質量分別是太陽的0.57倍和0.36倍。它們的距離大約是地球和太陽距離的兩倍，它們圍繞共同質心運行的時間為2.88年。

「我們根本看不到這個雙星系統，但通過它作為背景恆星的透鏡所產生的效果，我們能夠了解它的一切，」加州理工學院博士後學者、合著者普澤梅克·莫羅茲補充道。

這項研究可能要感謝來自世界各地50個不同天文臺的後續觀測，允許對這一特殊事件的持續監測。

微透鏡事件:通過引力微透鏡技術發現的冰凍的系外行星OGLE -2005- BLG -390磅(僅比地球重5倍)，這為我們提供了第一個觀測線索，即宇宙中普遍存在的類地行星。這個新世界的存在，僅僅在一個晚上就從這顆恆星亮度的一個小光點中顯現出來了，但我們可能再也無法看到它了即使用同樣的方法。

關於引力微透鏡

這聽起來很戲劇性，但引力微透鏡依賴於一次性的機遇來發現系外行星。如果一顆恆星移動到另一顆更遙遠的恆星的前面(相對於地球上的觀測者而言)，來自遙遠恆星的光會被更近恆星的引力所彎曲，而更遙遠的恆星則會被放大。這種效應被稱為引力透鏡效應，類似於將酒杯腳放在圖片前所產生的效應(見下面的視頻)。透鏡不是由玻璃或塑料製成的，但它是由較近恆星的重力場提供的。當較近的恆星移動到遙遠恆星的前面時，遙遠恆星的放大圖像會變得更亮，達到頂點，然後以平滑的方式變得更暗。

如果較近的恆星有一顆或多顆行星在它的軌道上運行，那麼增亮和變暗放大圖像的形狀就不是平滑的, 但其中有一個額外的「光點」(「光點」的確切形狀主要取決於離它有多近，距離越遠的恆星越近。)。下面的圖表顯示了這顆遙遠恆星的亮度是如何隨時間變化的。你可以清楚地看到，靠近的行星疊加在遙遠恆星的光曲線上的光點。

像OGLE和MOA這樣的調查小組每年都會發布數百個微透鏡警報。這使得專門的後續團隊能夠探測這些行星信號。自2003年以來，微透鏡技術已經發現了大約10顆太陽系外行星，而且每年都有更多的發現。2006年1月，世界各地的新聞網絡宣布了一項微透鏡發現了一顆質量為地球5-10倍的系外行星，該行星圍繞一顆m -矮星運行，被譽為2006年最重要的科學發現之一。

2008年，在距離太陽系4900光年的恆星OGLE-2006-BLG-109L周圍發現了一個小型太陽系。這顆恆星的質量大約是太陽的一半，溫度要低得多(4000開爾文)。兩顆巨大的行星在軌道上被發現，它們的質量、離太陽的距離以及與木星和土星的平衡溫度都差不多。

尋找微引力透鏡現象的最佳時間是當銀河系的中心(或凸起)可以從地球上看到的時候。因為那裡有太多的恆星，從我們的視角來看，一顆恆星從另一顆恆星前面經過的機率更高。銀河系突起的時期通常在4月到9月之間，在南半球最容易看到。

與其他方法發現的系外行星相比，微透鏡對距離恆星較遠、溫度較低的行星最為敏感，這可以幫助我們在非常近的軌道上發現高質量的行星。這意味著微引力透鏡能讓我們找到以不同於大多數已知行星的方式形成的行星。它還能讓我們找到圍繞太陽的恆星群之外的行星。這些行星比大多數已經發現的太陽系外行星都要遠。所以我們正在研究銀河系其他地方的行星形成過程是否與它們在太陽附近的形成過程相似。

作者: Alfredo Carpinet

FY: J.Smiley

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