比邻星前所未有的凌星:当群星连珠

太阳最近的恒星邻居在经过一颗遥远的恒星前方时,将揭示其质量——甚至可能还有它的行星

银河系中数千亿颗恒星中,只有一颗离太阳最近:一颗名为比邻星的小红矮星,这颗星非常暗淡,一个世纪前都无人知晓。现在,这颗恒星邻居即将泄露它的一些秘密,因为它将在10月份从另一颗恒星前方经过。当来自遥远恒星的光线掠过比邻星时,这颗红星的引力将弯曲光束,从而揭示我们邻居的质量,甚至可能还有它的行星。

空间望远镜科学研究所的天文学家凯拉什·萨胡表示,一颗恒星的引力偏转“在太阳系之外从未被观测到”。他发现了这次非同寻常的即将发生的对齐事件。1919年,在一次日食期间,观察者观测到太阳的引力改变了恒星的视位置,这证实了阿尔伯特·爱因斯坦的新广义相对论。艾萨克·牛顿的引力理论也预测了偏转,但只有观测到的一半。从那时起,天文学家发现了星系的引力将遥远类星体的光线分裂成多个图像的案例,观察者还观察到未知的恒星通过在其前方经过并放大它们的光线,使背景恒星变亮,这种现象被称为引力微透镜。但是,没有人见过太阳系附近的恒星从一颗远得多的恒星前方经过。

为了找出是否会发生此类对齐事件,萨胡检查了5000颗附近恒星的路径,最终在比邻星身上取得了重大发现。“仅仅通过观察遥远恒星的偏转,你就可以精确地知道比邻星的质量,”萨胡说,他计划用哈勃太空望远镜跟踪这一事件。“低质量恒星是宇宙中最常见的恒星,但在测量它们的质量方面存在很多不确定性。”质量是一个至关重要的恒星参数,因为它决定了恒星如何衰老以及它能存活多久


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即使按照红矮星的标准,比邻星也很微弱。在1915年它被发现时,它是已知最不发光的恒星。苏格兰出生的南非天文学家罗伯特·英尼斯发现这颗恒星在距离半人马座A和B 2.2度的地方移动,半人马座A和B是一对明亮的恒星,它们的光芒共同构成了夜空中第三亮的恒星。不幸的是,它们位于如此靠南的地方,以至于大多数美国人都看不到它们。半人马座A(一颗像太阳一样的黄色恒星)和半人马座B(一颗稍微暗淡的橙色恒星)距离我们4.37光年。比邻星大约每百万年绕它们运行一次。它距离地球4.24光年,略微靠近,因此得名比邻星。

半人马座A和B例证了天文学家通常如何测量恒星质量。当这两颗恒星每80年相互绕行一次时,一颗会拉动另一颗,这表明相对于太阳,较亮的恒星质量多出10%,而另一颗恒星的质量则少8%

但是比邻星距离其明亮的伴星比地球距离太阳远13,000倍。结果,这颗小红星的引力几乎不会扰乱其伴星,使得质量测量变得不可能——或者说直到萨胡的发现之前都是这样。正如他的团队将在未来一期的《天体物理学杂志》上报告的那样,10月份和2016年2月份的哈勃观测(当该恒星更靠近另一颗恒星时)应该能够将比邻星的质量精确到5%。天文学家已经估算出了这颗恒星的大小——它的直径是太阳的15%——因此质量测量将提供比邻星的密度。

俄亥俄州立大学的天文学家安德鲁·古尔德(与研究人员无关)表示:“这是首次确定此类事件。”“它正在开辟一个人们思考了50年的新领域。”1964年,天文学家修尔·雷夫斯达尔发表了描述恒星引力如何偏转背景恒星光线的计算结果

比邻星的凌星带来了更多希望。“这绝对是探测比邻星周围行星的机会,”萨胡说。2012年,天文学家报告了一颗地球质量的世界环绕着半人马座B,即橙色恒星,但比邻星没有已知的行星。行星的质量越大,其引力对遥远星光的影响就越大,从而使这个世界更容易被识别。不幸的是,哈勃可能不会寻找行星,因为这会占用它太多的时间;相反,地面观测站将承担起这项搜索任务。萨胡说,找到比邻星行星的前景很低——他认为两次对齐的几率只有6%到10%——但是,这些凌星可能正好揭开有史以来最令人兴奋的系外世界之一的面纱:一颗环绕着离太阳最近的恒星的行星。

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