开普勒太空望远镜的新发现
行星“开普勒-10b”的想象图
“星震”传递的秘密
“开普勒”探测器的望远镜实际上是一台经过特殊设计的测光仪，能够精确地测量恒星的亮度变化。因此，它在探测行星的同时，也为天理物理学家研究恒星的特性提供了高质量的数据。
恒星自身也会有亮度的高频变化，这种变化来自于所谓“星震”。就像地震学家能够从地震波里获取地球内部的信息一样，通过研究来自恒星内部的光波，星震学家也能够获知许多恒星内部的秘密。
由于开普勒-10是“开普勒”探测器所观察的恒星中较亮的一颗，因而探测器获得了关于它的很好的星震数据，使这颗恒星成为了带有行星的恒星中天文学家最为了解的之一。
“恒星内部的声音使得它们像乐器一样鸣响或震动。如果你测量一个乐器的音高，你能得知这个乐器有多大。乐器越大，它的音高就越低，声音就更低沉。这就是我们如何得知一颗恒星有多大——借助于星际音乐。”英国伯明翰大学的天体物理学家比尔·查普林(Bil Chaplin)说。
星震能够让科学家得知包括质量、体积、年龄在内的一系列恒星的基本信息。而对恒星了解得越多，天文学家就越容易了解它的行星。在取得了恒星开普勒 -10的基本特性之后，研究行星的天文学家便计算出，开普勒-10b这颗行星的质量是地球的4.6倍，平均密度是每立方厘米8.8克，与铁质哑铃的密度相当。
现在，天体物理学家已经借助“开普勒”探测器研究了大约500颗恒星的星震。当他们得到足够多的单个恒星的性质时，就可以将其与理论模型中银河系恒星的分布情况进行对照。查普林等人在4月8日的《科学》杂志上发表了最新的研究结果。
“以前天文学家用建立恒星和行星的计算机模型的方法，来预测银河系里恒星的‘星族’。由于数据的缺乏和精度不够，要细致验证这些模型是很困难的。现在我们拥有了以前所未有的精度测验和审视这些模型的工具，让我们可以建立银河系星族分布的精确图景。”查普林说。
查普林所在的团队叫做“开普勒星震科学联盟”，由大约500人组成，是世界上最大的天文学研究团队之一。他们正努力对“开普勒”的数据做挖掘工作。查普林的一位同事打比方说，在“开普勒”之前，他们只有大约20颗恒星的星震数据，而现在他们简直是拥有了一个管弦乐队。
在同一期《科学》杂志的另一篇文章中，年轻的研究者们发现，一颗红巨星在演奏音乐时“走调”了。他们由此发现了一个预料之外的现象。
比利时鲁汶大学的博士生保尔·贝克(Paul Beck)是这项研究的第一作者。他和其他的年轻人被给予了挖掘“开普勒”数据的机会。在分析一颗红巨星的数据时，他们注意到有一些震动不太一样。
此前，天文学家们只观测到了恒星外层的波，这些波向恒星内部传播数千千米，到某一深度时，由于物质密度太大，波无法穿透而被反弹回表面。但贝尔等人却发现这颗红巨星内部的波一直穿透核心。
红巨星是恒星演化到晚期的一个状态，我们的太阳会在50亿年之后进入红巨星的状态。“窥视到这些红巨星的核心将让我们了解到太阳在变老之后究竟会是怎样的状况。”贝克说。
奇妙的“三体”恒星
匈牙利罗兰大学的阿利兹·德赖考什(Aliz Derekas)及其同事利用“开普勒”的数据深入研究了另一个有趣的天体系统。那是由三颗恒星组成的系统，其中有两颗红矮星相互绕转，同时它们又共同围绕一颗遥远的红巨星运行。他们的研究论文也发表在4月8日的《科学》杂志上。
德赖考什等人把这个恒星系统称为“三件套”。其中那颗红巨星编号为HD181068，其半径是太阳的12.4倍。从地球上看去，它是一颗亮度为7等的星，想用肉眼看到略有困难，但借助于小型望远镜便不难看到。
在“开普勒”的观测中，这个三星系统的亮度特征非常明显。它的亮度会以0.9天的周期快速降低，这是系统中的恒星相互遮挡产生的效果。
天文学家认为，对三星系统的研究有助于检验关于恒星形成和演化的理论。尽管三星系统在宇宙中并非罕见，比如北极星也是三星系统，但以合适的角度朝向地球仍然是难得的。在HD181068三星系统中，两颗红矮星和红巨星非常规律地互相掩食。
有趣的是，由于两颗红矮星的亮度和红巨星非常相近，所以当红矮星运行到红巨星的前面时，它们的遮光效果几乎无法探测到。这就好像在雪地当中你很难看到一只白兔。
另外，三星系统中那颗红巨星的星震也有点奇怪。天文学家观测的其他红巨星的星震与太阳的情况是相似的，但这颗红巨星却不是这样。德赖考什认为，这可能意味着来自两颗红矮星的潮汐力诱发了红巨星表面的共鸣，从而使它的星震与其他红巨星不同。
“尽管事实上它的亮度接近于肉眼可见，但这个独一无二的系统的迷人性质一直不为人知，直到现在。”德赖考什说，“我们真的非常依赖于‘开普勒’这样空前精确的、不间断测光的监视，才得以发现这罕见的宝石。”
南方周末 黄永明
