开普勒望远镜观测到了“七姐妹”星团里的变化

开普勒望远镜观测到了“七姐妹”星团里的变化

被古希腊人称为“七姐妹”的星团(现在被现代天文学家称为昴星团)是一组肉眼可见的恒星，并且已经被全世界研究了数千年。而现在，来自奥胡斯大学恒星天体物理中心的Tim White博士以及他所领导的研究团队表明：一种强大的新技术可以用来观察类似“七姐妹”这样的恒星(过于明亮使得高性能的望远镜无法观测)。他们的成果被发表在《皇家天文学会月刊》上。

在利用一种新的算法增强了开普勒太空望远镜在其K2任务中的观测能力后，研究小组对这些恒星的变化做了最详细的研究。诸如开普勒之类的卫星被设计成通过观测行星经过前方时引起的亮度下降来寻找围绕着遥远恒星运行的行星，同时，这些卫星也会被用来做星震学研究，通过观测恒星的亮度变化来研究恒星的内部结构与演化。

因为开普勒的任务是一次性观察数千颗暗淡的恒星，所以一些过于明亮的恒星会因为亮度太高而无法被观测到。用相机探测器瞄准一颗明亮的恒星在某一点上发出的光将使得恒星图像的中心像素饱和，从而在测量恒星的总亮度时会造成非常严重的精度损失。这和造成普通数码相机动态范围丢失的过程类似，使得在同样的曝光条件下看不到暗淡和明亮的细节。

“用开普勒观测明亮恒星的解决方法其实相当简单。” 首席作者Tim White博士说道：“我们主要关心的是相对亮度的变化，而不是绝对亮度。所以我们可以从附近的不饱和像素来测量这些变化，完全不用管饱和区域。”

但是卫星的运动和探测器的细微缺陷仍然会使得恒星变化所发出的信号被错过。为了克服这一点，研究人员开发了一种新的技术来衡量每一个像素的贡献，从中找到合适的平衡以此来抵消仪器效应，揭示真正的恒星变化。这种新方法是一种简单且快速的算法，被命名为光晕测光法，研究人员已将其发布为免费的开源软件。

这七颗恒星中的大多数都是缓慢跳动的B类星。B类星是一种变星，恒星的亮度每隔大约24小时会变化一次。这些脉动的频率是探索这些恒星核心中一些不为人知的过程的关键。

第七颗星——Maia有一些不同：它的变化周期为10天。以前的研究已经表明，Maia属于一类表面某些化学元素(比如锰)浓度异常的恒星。为了查明这些东西是否有关联，研究人员使用赫茨普龙SONG望远镜进行了一系列的光谱观测。

“我们发现，开普勒所观测到的亮度变化与Maia的大气吸收锰的强度变化是密切相关的。”研究的合著者——奥胡斯大学恒星天体物理中心助理教授Victoria Antoci博士说道：“我们最终得出这样的结论：这些变化是由恒星表面的一个大的化学斑点(随着恒星的自转，每隔十天，它就会出现在视野之内)引起的。”

“六十年前，天文学家们认为他们看到了几个小时内Maia的变化，并且认为这是一个全新的类变星，于是他们将它称为‘Maia变星’。” White说道：“但我们的新的观测表明，Maia本身并不是一个Maia变星！”

这项研究目前还没有检测到系外行星通过的迹象，但研究人员表明，他们的新算法可以使开普勒和未来的空间望远镜(比如系外行星凌日观测卫星TESS)达到所需的精度。那些附近的明亮恒星便是未来任务以及设备(例如将于2018年末发射的杰姆斯韦伯太空望远镜)的最佳目标。

本文译自 phys，由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

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