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SS Cygni的新距离测量解决了重大的天文学之谜

2021-05-24 12:50:22来源:

艺术家对SS Cygni双星系统的构想。左侧的“普通”红矮星具有将物质从其上拉到围绕紧凑的白矮星右侧的旋涡盘上的能力。当磁盘变得不稳定时,就会发生爆发。

使用VLBA和欧洲VLBI网络,天文学家能够准确地测量到双星系统SS Cygni的距离,从而解决了理解一类经历定期爆发的恒星的主要问题。

有时天文学就像房地产一样-重要的是位置,位置和位置。天文学家已经通过准确测量与此类著名例子的距离,解决了他们对一类经历规则爆发的恒星的理解中的一个主要问题。

研究人员使用美国国家科学基金会的超长基线阵列(VLBA)和欧洲VLBI网络(EVN)在370处精确定位了天空中观察最多的变星系统之一,即名为SS Cygni的双星系统。离地球一光年。这项新的距离测量方法意味着,对SS Cygni也适用于对类似配对的系统常规爆发的解释。

“这是同类研究最多的系统之一,但是根据我们对这些事物如何工作的理解,它不应该爆发。新的距离测量使其符合标准解释。”澳大利亚珀斯国际射电天文学研究中心科廷大学分校的詹姆斯·米勒·琼斯说。

在天鹅座天鹅座中的SS Cygni是一颗密密麻麻的白色矮星,密闭的轨道上有一个质量较弱的红矮星。白矮星的强大引力将物质从其伴星拉入围绕白矮星的旋转盘中。两颗恒星仅在约6.6小时内就彼此绕轨道运行。平均每49天一次,一次强烈的爆发极大地增强了系统的亮度。

这种类型的系统称为矮新星,根据其他示例,科学家提出爆发是由于物质通过磁盘移动到白矮星的速率变化引起的。在来自红矮星的高质量传输速率下,旋转的圆盘保持稳定,但是当速率较低时,圆盘可能变得不稳定并发生爆发。

根据先前的距离估算,此机制似乎适用于除SS Cygni以外的所有已知矮新星。哈勃太空望远镜在1999年和2004年进行的测量使SS Cygni处于约520光年的距离。

“这是一个问题。在那个距离上,SS Cygni将是天空中最亮的矮新星,并且应该有足够的质量在其磁盘上移动,以保持稳定而没有爆发。” Miller-Jones说。

科学家们说,用射电望远镜测得的更近距离意味着该系统本质上亮度较低,并且现在符合矮星爆发的标准解释中概述的特征。

天文学家使用VLBA和EVN进行了新的距离测量,这两者都使用了彼此分开的射电望远镜,它们作为一个非常精确的望远镜一起工作。这些系统能够最精确地测量天文学中可用的天空中的位置。

三角视差法通过测量从地球轨道相对两端观察到的表观位置的微小偏移来确定与恒星的距离。信用:NRAO / AUI / NSF比尔·萨克斯顿(Bill Saxton)

当地球处于绕太阳公转的轨道的相对两侧时,通过观测SS Cygni,天文学家可以测量物体与远处物体的背景相比在天空中视在位置的细微变化。这种称为视差的效应使科学家可以通过应用简单的高中三角学来直接测量物体的距离。

天文学家知道SS Cygni爆发时会发出无线电波,因此他们在收到业余天文学家的报告称正在进行爆发后,进行了射电望远镜观测。他们在2010年至2012年爆发期间观察了该物体。

科学家们说,哈勃可见光和无线电观测之间距离测量的差异可能有多种原因。无线电观测是在距离我们银河系遥远的天体的背景下进行的,而哈勃观测则以银河系中的恒星作为参考点。天文学家指出,距离较远的物体提供了更好,更稳定的参考。他们补充说,无线电观测也不受其他可能的误差来源的影响。

SS Cygni于1896年发现,是业余天文学家的热门物件。据美国变星观测者协会称,自发现以来,没有一次错过SS Cygni的任何一次爆发。它已被观测了近一百万次,并且其亮度变化得到了精确跟踪,使其成为了上个世纪研究最深入的天文物体之一。

Miller Jones与艾伯塔大学和弗吉尼亚大学的Gregory Sivakoff,英国南安普敦大学的Christian Knigge,荷兰奈梅亨的Radboud大学的Elmar Kording以及美国可变协会的Matthew Templeton和Elizabeth Waagen合作Star Observers,总部位于马萨诸塞州剑桥。研究人员在《科学》杂志上发表了他们的发现。

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构,由美国联合大学(Associated University,Inc.)共同合作经营。

出版物:J. C. A. Miller-Jones等人,“与紧凑型二元SS Cygni Vindicates吸积盘理论的精确几何距离”,《科学》,2013年5月24日:卷340号6135页,第950-952页; DOI:10.1126 / science.1237145

图片:NRAO / AUI / NSF比尔·萨克斯顿(Bill Saxton)