科學家太難了,連測量參宿四的距離都這么復雜

日期:2011-05-06 17:45:43

獵戶座中的一顆亮紅色恒星參宿四,正處于恒星生命的最后階段。天文學家一直認為它有一天會爆炸成為超新星。在2019年底和2020年初,參宿四在天文學家的社交媒體上引發了大量討論。他們有點想知道,是否爆炸即將來臨,因為自2019年10月下旬以來,這顆恒星已經前所未有地暗了一個明顯的數量級。

隨著這一消息成為主流,許多人想知道參宿四離我們有多遠,一次爆炸是否會傷害地球上的生命。如果參宿四爆炸,好消息是:它離我們足夠近,可以上演一場壯觀的燈光秀,它也離我們足夠遠,不會對地球造成任何傷害。

首先給出距離,參宿四離我們大約有724光年。但是,即使是相對較近的恒星,要得到這個答案也異常困難。

在過去的30年里,隨著新技術的應用,天文學家們才獲得了關于參宿四距離的更精確的測量數據。這一進展始于1989年,當時歐洲航天局(ESA)發射了一架名為希帕爾科斯(Hipparcos)的太空望遠鏡。在幾年的觀測中,希爾科斯太空望遠鏡為超過10萬顆相對較近的恒星提供了視差和距離數據。

這些測量結果成為了我們今天所看到的大多數恒星的估算距離的基礎。

Hipparcos的原始數據顯示參宿四的視差為7.63毫弧秒,這大約是滿月寬度的百萬分之一?;谝暡畹挠嬎愕贸隽舜蠹s430光年的距離。

然而,參宿四是一顆變星,因為它的亮度隨時間波動。由此開始了估算參宿四距離的困難。這是因為后來的研究發現,在減少變星的Hipparcos數據的方法中存在一個錯誤。糾正這些錯誤的努力產生了5.07毫弧秒的視差,將參宿四估計的距離從430光年改變為大約643光年,不確定度為正負46光年。

2017年,天文學家公布了新的計算結果,進一步將參宿四的視差精確到4.51毫弧秒。這項對來自Hipparcos的數據進行的新分析還包括了幾臺地面射電望遠鏡的觀測結果。這使得參宿四的距離變成724光年,或者更準確地說,在包含數據不確定性的情況下,介于613光年和881光年之間。

困難及發展

你有沒有從兩個不同的位置觀察過附近的物體,并注意到它的位置相對于遠處地標的變化?這就是所謂的視差效應。為了獲得距離估計值,每隔六個月測量一顆鄰近恒星相對于遙遠背景恒星在天空中的位置。在這段時間里,地球一直走到軌道的另一邊,所以這兩個觀測地點被地球軌道的直徑隔開,附近恒星在這兩個位置上的相對位置的不同,使得天文學家可以推導出視差角,并計算出與附近恒星的距離。

這一過程受到許多因素的阻礙,包括涉及的角度極小、儀器的缺陷、地球大氣層的渾濁等等。從地球上進行的觀測,即使是在非常清晰和黑暗的地方,也會因大氣對光的扭曲而模糊不清。

希帕爾科斯從1989年開始進行太空觀測,突破了地球大氣層的限制,獲得了當時空前精確的恒星位置數據。天文學家利用地面和太空天文臺,通過儀器和數據分析方面的創新,繼續完善這些測量數據。


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