星星之歌如何帮助完善盖亚对我们银河系的扫描地图
一幅插图显示声波在恒星中荡漾。(图片来源:uux.cn/欧空局)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家开发了一种新的测量宇宙距离的方法，通过收听振动恒星播放的“音乐”频率，这些恒星共同充当不同宇宙仪器的庞大管弦乐队。
这些结果可以帮助欧洲航天局(ESA)的卫星Gaia更好地测量大约20亿颗恒星的位置，以及它们与地球的距离和运动，同时建立一个精确的银河系三维地图。
科学家通常使用一种称为视差的过程，即从两个不同的位置观看时，物体位置的明显变化，来测量到各种恒星的距离。他们测量恒星本身的角度，然后利用盖亚的空间位置，尝试三角测量。然而问题是，恒星距离越远，视差的表观位移就越小。视差位移越小，微小的系统误差就越有可能出现，从而可能在测量中产生偏差。
一组研究人员，包括来自洛桑联邦理工学院(EPFL)和博洛尼亚大学的科学家，一直致力于消除这些错误。简而言之，他们对12，000多颗振荡红巨星进行了有史以来最精确的观测。
“我们通过比较卫星报告的视差和我们使用星震学确定的相同恒星的视差来测量盖亚偏差，”EPFL标准烛光和距离小组的研究员萨尼亚·汗在一份声明中说，他领导了最新的工作。
什么在动摇盖亚？
该团队对恒星振荡的分析被称为“恒星地震学”，类似于地质学家通过跟踪地震模式来研究地球结构的方法。
Khan和他的同事利用他们的样本恒星的振动和振荡，通过将它们转化为声波，可以将它们视为光强的微小变化。反过来，他们能够探测到相关声音频率的频谱。这些恒星的声音频率可以转换成距离测量值。
“频谱让我们确定一颗恒星有多远，使我们能够获得星震视差，”汗说。“在我们的研究中，我们聆听了大量恒星的‘音乐’——其中一些在15000光年之外！”
声音的范围也告诉了团队更多关于他们样本中的恒星的信息，帮助他们在这个天体乐队中挑选出宇宙乐器。
“通过分析恒星振荡的频谱，我们可以估计恒星的大小，就像你可以通过它发出的声音来识别乐器的大小一样——想想小提琴和大提琴之间的音高差异，”该研究的作者之一、博洛尼亚大学物理和天文系的科学家安德烈·米格利奥在声明中说。
一旦研究小组使用这种方法来计算恒星的大小，它的亮度也可以计算出来。这种亮度可以进一步与我们站在地球上看到的恒星亮度进行比较。这些信息与显示恒星温度和化学组成的观测结果结合起来，计算出最终的距离。
这个计算出的距离随后被用来确定视差，视差可以与盖亚在数据收集过程中获得的视差进行核对。这就像是对欧空局任务测量精度的大规模检查。
EPFL标准烛光和距离研究小组组长理查德·安德森在声明中说:“盖亚增加了10，000倍的恒星数量，这要归功于其前身欧洲航天局希帕克斯任务在精确度上的巨大进步。”“星震学是我们能够在整个天空中检查盖亚视差准确性的唯一方法——也就是说，对于低强度和高强度的恒星都是如此。”
就像它研究的恒星一样，这种基于星震学的距离测量方法前景光明。
“像TESS和PLATO这样旨在探测和调查系外行星的即将到来的太空任务将采用星震学，并在越来越大的天空区域提供所需的数据集，”Khan总结道。“因此，类似于我们的方法将在改进盖亚的视差测量中发挥至关重要的作用，这将有助于我们准确定位我们在宇宙中的位置，并使天文学和天体物理学的众多子领域受益。”
该小组的研究发表在9月份的《天文学和天体物理学》杂志上。
