七姊妹星團離地球有多遠? 新研究結果與數據矛盾

2020-12-13 中國新聞網

七姊妹星團離地球有多遠? 新研究結果與數據矛盾

2014-10-10 10:09:55來源:光明日報作者:責任編輯:丁玎

昴星團,又稱七姊妹星團,正在引起距離測量上的麻煩。

  在過去的20年裡,對於「昴星團距離地球到底有多遠」這個問題一直有著激烈的爭論。現在,射電天文學家也加入了爭論,不過他們的研究結果跟歐洲的衛星數據相矛盾。

  距離在天文學中是至關重要的。如果不知道一顆恆星的距離,你就無法知道它的威力有多大。如果一顆恆星的距離比你以為的距離遠一倍,那麼它所釋放的光就會比你以為的強度高出四倍。昴星團是個年輕的星團,距離太陽系很近,因此它能夠使天文學家們有機會研究那些剛剛開始生命歷程的恆星。但是,如果不知道該星團的距離,那麼那些恆星的光度、直徑和年齡都是難以搞清的。

  測量恆星距離的白金標準是視差。視差就是恆星每年所展示出的明顯的小幅移動,這是由於地球環繞著太陽旋轉時觀測者從稍有不同的視角去觀測造成的,恆星越遠,視差越小。

  視差是極為重要的數據。1989年,歐洲航天局(ESA)發射了依巴谷衛星,該衛星測量出了超過10萬顆恆星的視差。遺憾的是,這顆衛星上的一個助推器點火失敗,使得該衛星在地球周圍偏心率很高的橢圓軌道上做環繞運行,造成數據分析的複雜化。對昴星團的爭議爆發於1997年,當時負責依巴谷衛星的科學家們發布了那些視差資料,而且說明昴星團跟我們的距離比原以為的距離要近得多,這就意味著其中恆星的亮度要差得多,而且恆星模型是錯誤的。

  現在,射電天文學家們也加入到爭論之中。加州大學聖地牙哥分校的卡爾·梅利斯及同事將13架射電望遠鏡連接成為一個洲際望遠鏡陣列,這個陣列所拍攝的圖像非常清晰,超越了哈勃太空望遠鏡。不久前,這些科學家們在《科學》雜誌在線版上報導說:他們測出了昴星團中四顆恆星的視差,證實這幾顆恆星的平均距離為444光年,誤差僅為4光年,這一距離比依巴谷衛星科學家們所支持的數據——392光年要遠得多。「他們的數據再也站不住腳了。」梅利斯說,「我們的數據應該就是最終結果了。」

  但很多天文學家並不同意這個結論。英國劍橋大學的天文學家弗洛爾·凡·利歐文在過去的17年中一直支持依巴谷衛星的測量結果,他反駁道:情況並非如此。「我認為這解決不了任何問題。」利歐文說,「他們測量了四顆恆星,而依巴谷衛星測量了53顆恆星。」但是,梅利斯說他測得的視差要比來自依巴谷衛星的數據精確得多,而且跟其他來自非依巴谷衛星的視差是一致的。

  哥倫布市俄亥俄州立大學的天文學家馬克·品索諾特跟依巴谷衛星和進行這項新研究的射電天文學家們均沒有任何關係。「實際上,我認為這是一項很不錯的研究。」他說,「這是一項獨立技術,一項相當精確的技術。」品索諾特認為依巴谷衛星的數據是有錯誤的,這正是因為它的軌道帶來了遺憾;儘管科學家們曾經企圖糾正這個錯誤,但是據品索諾特說昴星團在天空中所處的區域使測量結果難以得到糾正。此外,該星團的距離很遠,視差很小,測量起來也很困難。

  如何解決爭議?在這個問題上,三位科學家有一致意見。去年12月,歐洲航天局發射了威力巨大的新型太空飛船「蓋亞」號,該飛船將會測量幾十億顆恆星的視差,包括昴星團中的數百顆恆星在內,相信我們在不久的將來就應該最終能夠知道這個星團距離地球有多遠了。然而,不管最終結果如何,有關昴星團的不斷爭論表明:當「蓋亞」號在其視野的遠端測量跟恆星的距離時,如果測量結果與天文學家們所了解的情況相矛盾,那麼「蓋亞」號本身也可能會引起爭議。

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