房地产业有一句经典的名言:地段、地段、还是地段,天文学界有一句经典的表述:位置、位置、还是位置。在业余天文爱好者的帮助下,天文学家应用了高中的数学工具,成功地解决了一个天文的难题。有一类恒星体产生了定期的爆发,准确地测量恒星的距离,为类似恒星距离的测量提供一个范例。天文学家使用了国家级射电天文台的超长基线阵列(VLBA)和欧洲的VLBI组网系统(EVN),对一个有多次观测记录的变星体的距离进行了十分精确的测量。SS天鹅座是一个双星系的变星体,距离地球为370光年。

天文学家从SS天鹅座距离的精确测量中取得了意外收获,对双星系定期爆发的机制有了不同的解释,定期爆发的SS天鹅座是一个特例,了解了SS天鹅座的爆发机制有助于理解其它的双星系。科廷大学位于澳大利亚的佩斯市,詹姆斯·米勒—琼斯在科廷大学开展了对SS天鹅座距离的精确测量,科廷大学是国际射电天文学研究中心的一个“网点“。SS天鹅座已被天文学家观测了多次,但是,过去的观测成果难以解释其运行的机制,SS天鹅座的定期爆发机制依然是个谜,对SS天鹅座距离的精确测量有助于天文学家解释其定期爆发的机制。

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天鹅星座内的SS天鹅座是一个双星系,由一颗高致密物质的白矮星和和一颗较低质量的红矮星组成,白矮星产生了强烈的引力拖动,吸附了伴随的红矮星,红矮星在引力拖动下产生了变形,呈现了圆形的蝶状体,红矮星在白矮星的周围转动,相当于白矮星的伴星,“红白恒星”相互绕转的周期大约为6小时,双星体平均每49天发生一次强烈的爆发,极大程度地照亮了整个双星系。SS天鹅座之类的双星被天文学家称为矮新星,双星爆发与两颗恒星之间物质转移的变化率有关,白矮星有强烈的引力拖动,组成红矮星的物质通过圆形蝶状体被输送到白矮星的“腹中”,物质的转移速率高说明转移的过程平稳,物质的转移速率低说明转移的过程不稳定,不稳定的红矮星蝶状圆盘体触动了双星系的爆发。

所有已知的矮新星都有触发或爆发的机制,以前对SS天鹅座距离的测量不够精准,1999年,2004年,哈勃太空望远镜测得的SS天鹅座的距离为520光年。詹姆斯·米勒—琼斯解释说,哈勃卫星的测量值有明显的不足,SS天鹅座的距离为520光年,它将是太空中最明亮的矮新星,足够多的物质将会穿越红矮星的圆形碟状体,从红矮星转移到达白矮星,但SS天鹅座双星体十分稳定。SS天鹅座的距离可能更近,双星体显示了亮度更低的固有属性,矮新星的爆发机制得到了完美的解释。

天文学家使用了射电望远镜VLBA和EVN,重新测量了SS天鹅座的距离,两台射电望远镜被合并为单一而精准高的射电望远镜,保证了SS天鹅座距离测量的精准性。当地球转动到太阳的反面时,天文学家以天空中的明亮星体为参照物,测量了星体的微小移动,利用视差效应直接测量了相对遥远天体的距离,天文测量应用了高中几何简单的三角视差法,他们发现SS天鹅座爆发时释放了巨量的射电辐射。从2010年到2012年,业余天文学家多次观测了SS天鹅座的爆发,观测数据送到了专业机构,天文学家利用大型射电望远镜进行了精确的观测。

过去对SS天鹅座距离的测量出现了偏差,原因是多方面的,哈勃太空望远镜的可见光和射电波测量各有优势,在超越银河系尺度的背景上,大型射电望远镜的测量有独特优势。哈勃望远镜以银河系的某颗恒星作为距离测量的参考点。在选择遥远距离的稳定参考点时,射电望远镜在测量时一般不受其它误测因素的影响。加拿大的阿尔伯塔大学、弗吉尼亚大学、英国的南安普顿大学、荷兰的奈梅亨大学、美国的变星观测协会进行了合作研究,美国变星观测协会的总部位于马赛诸塞州的坎布里奇,《科学》杂志发布了国际科学团队的观测成果。

1896年,天文学家第一次发现了SS天鹅座,它是业余天文学家最关注的天体之一,在过去的一个多世纪,SS天鹅座得到了大约50多万次的观测,该变星体受到了广泛关注和深入研究,但是,高频次或高密集的观测仍然出现了错误,它的爆发机制得不到精确的距离测量的解释,难以说明亮度变化的细节性。在业余天文学家的帮助下,天文学家现在应用了高中几何的三角视差法,使用大型的阵列射电望远镜测定了SS天鹅座的精准距离,最新确定的距离为370光年,天文学家实际看到的是SS天鹅座在370年前的图景,正好是科学巨匠艾萨克·牛顿生活的年代。

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(编译:2021-5-27)