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北極星的質(zhì)量、年齡和物理條件產(chǎn)生周期振蕩，周期與恒星的固有光度成正比。 1908年，亨利埃塔萊維特在哈佛大學發(fā)現(xiàn)并校準了造父變星(Cepheid)變量的這一極其有用的性質(zhì)，使它們能夠被用作宇宙距離校準器。通過比較從周期(很容易測量)確定的固有亮度與測量亮度、周期亮度關(guān)系，原則上可以得到精確的距離。離我們越來越遠的附近星系的造父變星為星系之間著名的距離-速度關(guān)系提供了基礎(chǔ)，這一關(guān)系支撐著宇宙膨脹模型(“大爆炸”模型)。造父變星非常重要，它們已經(jīng)成為測試我們對恒星演化理解的基準。 北極星不僅是早期航海家的燈塔，也是距離地球最近的造父變星(445.5光年遠)，也是一個研究熱點。它是一個三重系統(tǒng)的一員，它的發(fā)展的一個困惑是它的伴星對它的進化的影響程度。我們?nèi)庋勰芸吹降暮阈鞘潜睒O星Aa，它有一個近距離的伴星——北極星Ab，繞北極星Aa旋轉(zhuǎn)周期為29.59年；第三顆恒星，北極星B，圍繞著這兩顆恒星運行，但距離是它的100倍。附近的另外兩顆恒星，北極星C和D，也可能是微弱的伴星。 一個科學團隊從2005年開始用哈勃太空望遠鏡觀測北極星。在他們的圖像中，他們能夠分辨出Aa和Ab兩顆恒星，并跟蹤它們在軌道上不同的明顯分離；這兩顆行星最近在各自的橢圓軌道上分離的距離只有12個天文單位(大約是土星離太陽的距離)。他們現(xiàn)在已經(jīng)將蓋亞任務最新公布的數(shù)據(jù)納入了他們的研究結(jié)果。蓋亞任務是一艘航天器，它以新的精度測量了超過10億顆恒星的距離。到北極星的距離(上面提到的距離是來自蓋亞)解決了一個長期存在的不確定性，早期的觀測者發(fā)現(xiàn)這個距離在326光年到522光年之間。新的可靠距離還固定了固有光度，從而使北極星的周期光度關(guān)系得到更細致的校準。 這種情況并不是天文學家先前所想的。北極星的質(zhì)量（3.45個太陽質(zhì)量，不確定度約22%）明顯低于傳統(tǒng)造父變星模型的預測（一個數(shù)值接近7個太陽質(zhì)量）。也有證據(jù)表明，北極星Aa經(jīng)歷了一些質(zhì)量損失，它的年齡比模型中預期的要稍老一些，而且(至少)由于之前的合并事件導致的三重系統(tǒng)的演變可能非常復雜。雖然這些關(guān)鍵問題并沒有戲劇性地改變造父變星的一般結(jié)論，但它們確實表明，進一步改善我們對造父變星的了解將對更精確和更明確的周期光度關(guān)系至關(guān)重要；跟蹤軌道更長時間會有所幫助。 關(guān)注《未來科技社》，一起眺望未來！ |
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