关于昴星团距离的争议爆发

新的测量结果指向欧洲空间局(ESA)调查中可能存在的误差,这也可能影响该机构新的盖亚(Gaia)任务

目前对昴星团距离最精确的测量结果,重新引发了一场在过去17年中,主要沿跨大西洋分歧分裂天文学界的争论。

来自美国团队使用全球无线电望远镜网络的最新结果,与之前使用多种技术对昴星团进行的十几次测量结果基本一致。但这与欧洲空间局(ESA)的喜帕克斯(Hipparcos)卫星的结果形成了鲜明对比。

今天在《科学》杂志上发表的这项最新研究的作者表示,他们认为喜帕克斯的测量结果有误,并担心同样的问题可能会影响其后续任务,即欧洲空间局的盖亚太空望远镜,该望远镜于上个月开始采集数据。另一个选择更不吸引人:如果喜帕克斯是正确的,那么公认的恒星物理学理论可能需要一些修正。


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来自视差的秒差距
美国团队利用包括甚长基线阵列在内的射电望远镜,利用电磁波的物理特性,将这些仪器作为一个巨大的、精确的、地球大小的望远镜进行操作。他们通过在18个月的时间里观察昴星团的五颗恒星(其中两颗组成一个双星系统)的运动,计算出该星团的距离。他们通过观察该星团的四颗恒星在地球绕太阳运行时,在天空中出现的极其轻微的移动,计算出该星团的距离,这是对几个世纪前的视差法的现代演绎。这些恒星相对于背景(由一个如此遥远的星系定义,它看起来根本没有移动)移动得越少,它们就离得越远。

该团队得到的结果为136.2秒差距(444.2光年),与之前的几乎所有估计一致。但喜帕克斯的结果使星团离地球近16秒差距。两种测量的误差均小于2秒差距。

这场辩论意义重大。昴星团由年轻的恒星组成,只有1亿年的历史,在金牛座中可以用肉眼看到。许多共识测量是利用恒星的视亮度进行的,并将其与基于恒星燃烧过程模型的固有亮度进行比较。加州大学圣地亚哥分校的天文学家、该研究的第一作者卡尔·梅利斯表示,这意味着如果喜帕克斯的距离是正确的,它将挑战科学家对年轻恒星的理解——以及之后发生在它们身上的一切,包括它们行星系统的命运。“如果我们不了解年轻的恒星,我们就有点麻烦了。”

英国剑桥大学的天文学家弗洛尔·范·列文表示,很可能就是这种情况,他是喜帕克斯科学团队的成员,并坚定地支持其结果。喜帕克斯在二十年前对近12万颗恒星进行了调查,以生成天空的三维地图。该地图于1997年发布,至今仍然是同类中最完整的恒星调查。

范·列文指出,恒星外层对流的物理特性是一个不确定因素,可能已经使之前的测量结果产生偏差。

位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的天文学家大卫·索德布罗姆称赞了喜帕克斯的努力,但鉴于相反的共识,他质疑其结果。“他们以任何标准衡量,都尽可能出色地完成了他们的数据处理工作,”索德布罗姆说,他使用哈勃太空望远镜获得了之前的昴星团距离之一。“但我非常肯定他们错了。”

盖亚的“小故障”?
梅利斯和索德布罗姆表示,如果系统误差扭曲了喜帕克斯的测量结果,类似的“小故障”也可能困扰欧洲空间局的盖亚太空望远镜,该望远镜本应于上个月开始采集数据。它将使用类似的技术来绘制我们星系中大约10亿颗恒星的距离图,未来五年内。

喜帕克斯使用了相同的视差法,但其使用20世纪70年代技术制造的相机无法检测到作为参考的背景星系。相反,它将其调查的所有恒星与11.8万颗恒星目录中的其他每一颗恒星进行了比对,这是一项艰巨的任务,需要两个独立的团队相互验证彼此的工作。

然而,盖亚足够敏感,可以使用遥远的星系作为参考点。“这是否能让他们免受导致昴星团误差的任何因素的影响,我真的不确定,”梅利斯说。

索德布罗姆提出,喜帕克斯的数据可能被淹没探测器的明亮恒星所干扰——范·列文驳斥了这一想法,因为喜帕克斯的内部一致性。

双方都承认这种分歧往往出现在美国和欧洲的社群之间。“最终,如果欧洲社群的成员,特别是喜帕克斯团队的成员,愿意承认他们的距离不正确,那么这场争议将立即烟消云散,”梅利斯说。

范·列文说:“每个人都依赖[喜帕克斯],每个人都信任它——除了那些在美国研究昴星团的人。”他强调这是一场科学辩论,但他感觉一些天文学家不听。“如果你没有给出那种答案,你就是不受欢迎的人。”

本文经许可转载,并于2014年8月28日首次发表

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