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天文学家发现产生最长持续已知日食的双星系统

时间:2021-11-13 11:25:05 来源:

双星系统的插图,它会产生已知的最长的持续日食。(杰里米·泰福德(Jeremy Teaford)/范德比尔特大学(Vanderbilt University)

天文学家发现了一个双星系统,其中每69年一次,太阳消失在近三年的全月蚀中,持续了三年半。

这颗未命名的双星系统距地球近10,000光年,仅以其天文目录号TYC 2505-672-1闻名。它为双星系统中最长的恒星食和两次食之间的最长时间创造了新的记录。

由范德比尔特和哈佛大学的一个天文学家团队在利哈伊,俄亥俄州立大学和宾夕法尼亚州立大学,拉斯库姆布雷斯天文台全球望远镜网络和美国变星观测者协会的同事的协助下,发现了该系统的非凡特性。接受在《天文杂志》上发表的论文。

该论文的第一作者范德比尔特博士生乔伊·罗德里格斯(Joey Rodriguez)说:“这是迄今为…止发现的最长的恒星月食,也是最长的日食双星轨道。”

以前的记录保持者是Epsilon Aurigae,这是一颗巨星,每27年会被其同伴黯然失色,持续时间从640天到730天不等。

Rodriguez说:“ Epsilon Aurigae离地球更近-距地球约2,200光年-而且更亮,这使天文学家可以对其进行广泛的研究。”首要的解释是,Epsilon Aurigae由一颗黄色的巨星组成,由一颗正常的恒星绕行,该恒星的直径略大于埋在厚厚的灰尘和气体盘中的太阳,当从地球上看时,该盘几乎朝向边缘。

范德比尔特物理学与天文学教授凯文·斯塔森(Keivan Stassun)说:“天文学面临的巨大挑战之一是,一些最重要的现象发生在天文时标上,而天文学家通常只限于更短的人类时标上。”“在这里,我们有一个难得的机会来研究一种现象,这种现象已经发展了数十年,并为了解恒星周围生命中可能代表行星构造块的恒星周围环境的类型提供了一个窗口。”

两种独特的天文资源使这一发现成为可能:美国变星观测者协会(AAVSO)网络的观测结果和“哈佛世纪天空数字访问”计划(DASCH)的观测结果。

AAVSO是由专业和业余天文学家组成的非营利组织,致力于了解变星。它提供了TYC 2505-672-1最近一次日食的几百个观测结果。

DASCH的勘测是基于1890年至1989年间哈佛天文学家拍摄的成千上万张照相板而进行的,这是对北部天空进行定期勘测的一部分。近年来,大学已开始将这些车牌数字化。在此过程中,TYC 2505-672-1吸引了哈佛-史密森天体物理学中心的Sumin Tang。

罗德里格斯(Rodriguez)参加了一次会议,唐(Tang)在TYC 2505-672-1上介绍了她的研究结果,该系统也激发了他的兴趣。他是低成本千分之一极小望远镜(KELT)系统调查团队的成员,该系统由一对自动望远镜组成,这些望远镜被设计用来寻找俄亥俄州立大学,范德比尔特大学,利哈伊大学和南非天文台。KELT的视野非常广(26度乘26度),他认为KELT数据库很可能包含许多遥远的二进制系统的最新图像。

演讲结束后,罗德里格斯与Tang取得了联系,他们同意进行合作。当他搜索KELT数据库时,罗德里格斯(Rodriguez)发现了过去八年来拍摄的约9000张模糊系统的图像,它们可以与上世纪在哈佛拍摄的1,432张图像结合使用。Rodriquez还联系了AAVSO网络,并获得了对该系统最近一次日食的数百次观测,以帮助填补这张照片。当她忙于其他一些项目时,唐(Tang)同意让罗德里格斯(Rodriguez)牵头。

通过对新发现的系统和先前的记录保持者Epsilon Aurigae的光曲线进行比较,可以发现其一次日食的持续时间更长。(Joey Rodriguez /范德比尔特大学)

结果分析表明,该系统类似于Epsilon Aurigae的系统,但有一些重要区别。它似乎由一对红色的巨星组成,其中的一颗被剥离成一个相对较小的核,并被产生延蚀的极大型物质盘包围。

“要获得如此长的日食时间,唯一的方法是使用不透明材料的延长盘。罗德里格斯说:“没有其他东西足以一次阻止一颗星星持续几个月了。”

TYC-2505-672-1如此遥远,以至于天文学家可以从图像中提取的数据量受到限制。但是,他们能够估算出伴星的表面温度,发现它比太阳表面的温度高约2,000摄氏度。结合观察结果,它似乎小于太阳直径的一半,导致他们提出这是一个红色巨人,其外层被剥去,而这种被剥去的材料可能是遮盖圆盘的原因。但是,他们不确定这一点。

为了在日食之间产生69年的间隔,天文学家计算得出,它们必须以非常大的距离(大约20个天文单位)公转,这大约是太阳与天王星之间的距离。

罗德里格斯说:“目前,即使是我们功能最强大的望远镜也无法独立分辨出这两个物体。”“希望,到2080年下一次日蚀发生时,技术的进步将使这成为可能。”

范德比尔特大学的Michael B. Lund和Kyle Conroy; Lehigh大学的Joshua Pepper; Las Cumbres天文台全球望远镜网的Robert Siverd;美国变星观测者协会的斯特拉·卡夫卡(Stella Kafka);俄亥俄州立大学的Scott Gaudi和Daniel Stevens;宾夕法尼亚州立大学的Thomas Beatty也为这项研究做出了贡献。

该研究由国家科学基金会拨款NNG040G070G,AST-1056524,AST-1358862,AST-0407380,AST-0909073,AST-1313370,AST-0909182和AST-1313422以及国家航空航天局拨款NNG05GF22G资助。


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