测量7万颗银河系恒星的年龄

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-01-25 21:00:16 | 作者:Melipal 译 | 来源:Sky & Telescope | 浏览:2016次 ]

原文标题:Charting 70,000 Stars in the Milky Way

作者:Monica Young   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2016. 1. 8

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

天文学家测绘了遍布银河系的7万颗恒星的年龄,预示着银河考古学新时代的到来。

在考古学挖掘中,科学家筛选着散布在尘土中的碎块和骨头。他们仔细地刷掉尘埃层,标记出每件物品的位置,并采集样本进行碳-14年代测定。现在天文学家利用手头的新技术,很大程度上在进行同样的工作,不过他们的挖掘场要大一些:银河系。

在佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会(AAS)会议上,来自德国马克斯·普朗克天文所的梅丽莎·尼斯宣布,她的小组公布了一份星表,其中测量了遍布整个银河系的7万颗红巨星的年龄。与碳-14年代测定类似,这些明亮的信标以及测定年龄的新方法将为星系考古学带来革命性的变化。

这张图片展示了银河系模拟中的7万颗红巨星的位置(以彩色数据点表示)。颜色标度表示恒星年龄:红色表示年龄最老的恒星,它们是在大约120亿年前形成的,当时的银河系小而年轻;蓝色表示较年轻的恒星,它们是新近形成的,这时的银河系大而成熟。图片提供:G. Stinson (MPIA)

挖掘银河系

从街头的小办公室到遗传学实验室,“大数据”成为了各个领域的流行词汇。不过自2000年斯隆数字巡天(SDSS)登台以来,天文学就参与到了大数据工作中来。近年来,斯隆望远镜将警惕的目光从宇宙的最远处转向了我们自己的银河系。2011年以来,一项名为APOGEE的巡天已经观测了整个银河系中的15万颗红巨星,并将星光分解为可见光成分,来采集每颗恒星详尽的光谱。

但是筛选所有这些数据并非易事。而对于年龄这样比较间接的数据的测量来说,这一点尤为正确——恒星对年龄守口如瓶。

确定恒星年龄的一个方法是测定泛过星体表面的星震波。这样的星震现象会导致亮度的脉动,而且脉动性质随恒星的年龄而变。但是进行这样的观测是需要时间的,需要开普勒望远镜那样的观测时间。这架望远镜花费了4年时间监测了数十万颗恒星。

另一种方法更为间接。太阳这样的恒星的外层存在着沸腾的热量对流,当这些恒星演化为红巨星时,沸腾的等离子体向下延伸,一直蹭到了恒星的核心。刚刚聚变形成的元素从核心区域被挖掘而出,并被带到恒星表面上,理论上这可以说明恒星已经存在了多久。

同样来自马克斯·普朗克天文所的玛丽·玛蒂格(Marie Martig)及其同事在考察1475颗红巨星时,充分利用了两个方法的优点。这些恒星拥有开普勒测量的星震观测以及斯隆光谱给出的元素挖掘数据。这组对象重叠的数据成为名叫“坎农”的算法(以安妮·江普·坎农Annie Jump Cannon命名)的教学数据库。在告诉了坎农如何根据光谱来为恒星年龄分类之后,尼斯、玛蒂格与同事让它研究了完整的数据库。它给出了遍布银河系的大约7万颗恒星的年龄数据。

银河考古学

就好像碳-14年代测定为考古学带来了革命一样,测定恒星的年龄让天文学家具备了一项重要的工具,可以拼起银河系的历史。在某种意义上,它仍旧是个粗糙的工具——任何一颗给定恒星的质量估计可以存在多至40%的偏差。尽管如此,数万颗恒星仍旧可以为我们提供实用的线索。小组已经可以证明,我们银河系的旋涡盘面是从内到外形成的,支持了被人接受的理论。

最年轻的红巨星是沿银道面分布的这是由更年老的恒星围起的骨架,在距离银心更远的地方,年轻恒星组成的“脊骨”向外闪耀,偏离了银道。这样的结构是个标志,说明了盘面始于小型结构,并慢慢地向外生长,就好像有人将烙饼面糊先舀在了中间,随后在外边缘添加了越来越多的面糊一样。

来自加拿大圣玛丽大学与圣文森特山(Mount St. Vincent)大学的丹尼尔·马贾伊斯(Daniel Majaess)称,这一结果证明了坎农算法的工作,并为未来的研究奠定了基础。而尼斯已经接收到了大量星表相关的请求,并期待着未来的研究很快就可以面世。

(全文完)

Tags:红巨星 年龄

责任编辑:Melipal

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.