最新测量结果:昴宿星团距离我们443光年

图为透过美国亚利桑那州基特峰(Kitt Peak)天文台望远镜的相机所摄取的宽视场昴宿星团影像。昴宿星团是明亮的疏散星团,肉眼可见,主星炽热、明亮而质量非常大。

图为透过美国亚利桑那州基特峰(Kitt Peak)天文台望远镜的相机所摄取的宽视场昴宿星团影像。昴宿星团是明亮的疏散星团,肉眼可见,主星炽热、明亮而质量非常大。

在电波观测阵列帮助之下,天文学家以三角视差技术从地球公转轨道的两个最远端点精确测量了昴宿星团距离:443光年;多年争议宣告尘埃落定。 CREDIT: Alexa

在电波观测阵列帮助之下,天文学家以三角视差技术从地球公转轨道的两个最远端点精确测量了昴宿星团距离:443光年;多年争议宣告尘埃落定。 CREDIT: Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF; 中文版本感谢中研院天文所提供。

(神秘的地球报道)据美国国家地理(撰文整理:胡宗香):昴宿星团到底距离我们有多远?这个悬宕已久的科学问题,在台湾中央研究院天文所与美国加州大学圣地牙哥分校共同合作下,终于获得解决,研究成果发表于《科学》期刊(Science)。

昴宿星团(Pleiades)是一个疏散星团(open star cluster),由年轻的大质量恒星组成,大约形成于1亿年前,相当于恐龙称霸地球的年代。像昴宿星团这样的疏散星团,可说是天文学家检验恒星演化模型最重要的「宇宙实验室」,因为其中所有的恒星年龄与组成都相同,但质量却差异甚大。然而,要知道这些模型是否正确,天文学家必须知道这个星团与地球之间的准确距离。

此外,昴宿星团的距离,也是科学家确认宇宙距离尺度(cosmic distance ladder,天文学家决定天体距离的一系列方法)重要的第一步。换句话说,确认昴宿星团的距离,有助于科学家计算最遥远星系的距离。

但过去近20年来科学界一直无法确定昴宿星团的距离──直到现在。

一组包含台湾和美国的天文学家组成跨国团队,利用分布在全世界的电波望远镜组成观测阵列,成功测量得到昴宿星团的距离──443光年──精确度达到前所未有的1%。这个测量数值也将成为黄金标准,用以校正未来所有的观测成果。

忽远忽近的星团?

在1990年代以前,天文学界根据陆基测量方式所获得的结果,显示从太阳到昴宿星团的距离是430光年。但是,1989年欧洲太空总署发射的伊巴谷(Hipparcos)卫星测量了千个恒星的距离后,在1997年发布的结论却是昴宿星团离我们只有390光年。虽然结果只有大约10%的差别,以天文学研究的角度来看却是天差地远。因为距离是换算其他物理量的标准,既然距离要修正,根据距离换算得到的物理量也会跟着不一样。举例来说,距离差10%,换算得到的亮度就差20%。

科学界因此掀起了一番论战:究竟是恒星演化的模型错了,还是伊巴谷卫星的测量数据错了?这个辩论事关重大:天文学家原先公认的距离(430光年),是根据恒星燃烧模型,比较昴宿星团中年轻恒星的视亮度与本身亮度所推算而出。如果伊巴谷卫星的数据是对的,天文学家对年轻恒星的了解就必须修正,包括这些恒星后来的演变,以及它们的行星系统等等。

然而,这个问题一直没有解决,昴宿星团的距离成了一宗科学悬案。

最新测量结果

此次刊登于《科学》期刊的测量结果,是由加州大学圣地牙哥分校(UCSD)的卡尔‧梅丽丝(Carl Melis)博士所领导的国际研究团队所发表,研究概念则由任职于中央研究院天文及天文物理研究所的研究人员杰夫瑞‧包尔(Geoffrey Bower)发起。这个团队利用分布在全世界的电波望远镜,组成了一个超长基线阵列(Very Long Baseline Array,VLBA)。利用VLBA,天文学家可以把观测的精确度提升到前所未有的境界。就好比一个人在纽约,却能测量位在洛杉矶的一枚铜板的厚度。

团队并利用天文学上最可靠的距离测量法「三角视差」,仔细测量了几个昴宿星团的成员星,每一个星星必须在半年之内再观测一遍,距离的测量精确度可以达到1%。根据最新测量的结果,昴宿星团的距离是443光年,这符合既有的恒星演化模型,对天文学家来说的确令人振奋。现在的问题变成,到底伊巴谷卫星的测量是否有误差,问题又出在哪里。

这个问题可望由2013年12月欧洲太空总署发射的另一艘太空船「盖亚」(Gaia)解答;盖亚将再次测量恒星的距离。根据同时在《科学》期刊登出的一篇分析文章,到了2020年,盖亚所取得的数据应该就可以完全解决有关昴宿星团的距离任何悬而未决之处。

最新测量结果:昴宿星团距离我们443光年





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