天文学家通过追踪特殊恒星可能找到银河系边缘

发布时间：2023-02-07 10:32:08 所属栏目：外闻来源：互联网

导读： 　　科学家们表示，通过追踪银河系内一种特殊恒星的“心跳”，可能找到银河系的边界。

　　试图将宇宙的大小形象化不仅艰难且令人不安，而且充满悖论。从某种意义上说，宇

　　科学家们表示，通过追踪银河系内一种特殊恒星的“心跳”，可能找到银河系的边界。

　　试图将宇宙的大小形象化不仅艰难且令人不安，而且充满悖论。从某种意义上说，宇宙范围既是有限的，因其并非永远存在；也是无限的，因其不断地向各个方向膨胀。不过，人们可以从回答一些更初级且具体的问题开始，比如先了解我们宇宙中各种天体范围的大小。

　　这样看来，有什么天体范围是比我们自己的银河系更好的起点呢？在西雅图举行的美国天文学会年度会议上，于1月9日和11日的两份科学报告中，天文学家称他们可能终于确定了银河系最远的边界在哪里。

　　简言之，天文学家估计，我们的银河系从中心到边缘大约一百多万光年，这个大小是我们近邻仙女座星系（Andromeda）的一半。

　　“这项研究重新界定了银河系的边缘在哪里，”加州大学圣克鲁斯分校的天文学和天体物理学教授、研究结果的合著者瑞佳·嘎哈·萨卡塔（Raja Guha Thakurta）在一份声明中说。“银河系和仙女座星系都很大，两者之间几乎没有空间上的间隔。”

　　一光年相当于约6万亿英里，以每小时3,000英里（这大致是Artemis 1号月球飞船的速度）的平稳速度计算，需要超过二十亿小时才能走这么远，更别说一百万光年了。

　　基本上，银河系的疆土由三个部分组成。首先，几个标志性的旋臂（我们的太阳系处于其中一个旋臂中）构成了所谓的“薄圆盘”（thin disk），这个圆盘中散布着恒星、行星和卫星，直径约为10万光年。其次，银河系中央的凸起区域（bulging area）被包裹在一个“内层光晕”（inner halo）之中，它含有一些最古老的恒星，并向各个方向延伸数十万光年。最后，还有一个“外层光晕”（outer halo）。

　　这个漂浮在内晕四周的难以捉摸的外晕区域以暗物质为主，构成了银河系的大部分质量。然而，它是“最难研究的部分，因其外沿太远了，”萨卡塔说。“与圆盘和凸起区域的高恒星密度相比，这里的恒星分布得相当稀疏。”

　　然而，萨卡塔和其他研究人员想出了一个办法来弄清楚银河系外晕终止在哪里。

　　他们追踪了生活在朦胧光芒中的所谓天琴座RR星（RR Lyrae stars）。这是一种特殊的星体，其亮度会进行脉动，其大小也会有规律地膨胀和收缩，在地球上的天文仪器上可以看到，其亮度在强弱之间一遍遍地不断变化。

　　萨卡塔说：“这种星体的亮度变化看起来就像心电图，而这种脉动就像银河系的心跳，其亮度曲线快速升高然后缓慢回落，并以这种特征曲线完美地不断重复着。”“此外，如果你测量其平均亮度，每颗星体的亮度都是一样的。这种情形对于研究银河系的结构来说非常棒。”

　　换句话说，天琴座RR星更适合测量距离，因为可以测量其平均亮度。作为对比，其它类型的恒星，其亮度可能因为距离很近而看起来非常明亮，但也可能是因为它们本身就很亮而非距离近的原因。天琴座RR星则不存在这种不确定性，其亮度很容易与其距离直接相关联，因此能够帮助科学家测量和校准整个宇宙的结构。

　　“只有天文学家知道获得这些距离是何等困难，”UCSC的博士生、该研究的第一作者宇廷·冯（Yuting Feng，音译）在一份声明中说。

　　冯和萨卡塔在重新研究“下一代处女座星团调查”所收集的数据时取得巨大成功，该调查对银河系附近的一大群星系进行了成像，恰好也捕获了同一视场中的一堆前景恒星——其中208颗是天琴座RR星。

　　“我们使用的数据是该调查的副产品，”冯解释说。“这批来自遥远的天琴座RR星的强大样本为我们提供了一个有力的工具，用于研究光晕和测试银河系大小和质量的模型。”

　　此外，根据冯的说法，该团队的研究结果证实了长期以来对银河系外晕边界的理论估算。这些估算表明，外晕离银河系中心大约300千秒差距，即100万光年——该团队的研究发现天琴座RR星的距离在20到320千秒差距之间，后者刚好超过离银河系中心一百万光年。

（编辑：武汉站长网）

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