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chanti 2015-11-1 10:28 PM

發現銀河系新結構

天文學家利用歐南天文台(ESO)位在智利Paranal觀測站的VISTA望遠鏡,發現一個先前未知的銀河系結構。經由繪製造父變星(Cepheid)位置,結果發現銀河系中心的銀核(bulge)內,在眾多濃密塵雲後方有個由年輕恆星組成的盤狀結構。                  智利天主教大學(Pontificia Universidad Católica de Chile)天文學家Istvan Dékány主導的VISTA銀河系變星巡天計畫(Vista Variables in the Vía Láctea Survey,VVV),以5個不同的紅外波段在不同時間拍攝銀河系中心區域的影像,從中發現大量新天體,包括變星、星團和爆炸中的恆星等。銀河系中心的銀核主要由大量年老的恆星所組成;但Dékány等人分析VVV計畫在2010至2014年間累積的觀測資料後,卻在銀核中發現以天文尺度而言非常年輕的恆星。他們在這份觀測資料中發現655顆可能為造父變星的恆星。
                  造父變星的體積會周期性的脹縮脈動,使其亮度也跟著周期性的變亮變暗,而其光度(本質亮度)變化的週期恰好與距離成正比,距離愈遠者愈亮,光變週期(或說脈動周期pulsation period)也愈長,所以天文學家可反過來利用造父變星的光變週期和視亮度(地球上觀察到的亮度)來推估其距離,因此視之為量天尺,對瞭解宇宙尺度非常重要。這個所謂的周光關係(period-luminosity relation)是美國天文學家Henrietta Swan Leavitt於1908年發現的。
                  可是,在這份造父變星作為量天尺的篤定中,其實是有圈套的。造父變星並非都相同;事實上,造父變星分成兩類型,其中一類是較年輕而明亮的古典造父變星(classical Cepheid,或稱為I型造父變星Type I Cepheid),另一類則是比較年老的II型造父變星(Type II Cepheid)。在Dékány等人的655個造父變星候選星中,有35顆屬於古典造父變星,和銀核內絕大多數為老恆星的情形迥異。
                  根據光周關係,這些天文學家計算出這35顆變星的距離。從與它們年齡緊密相關的脈動周期來看,顯示這35顆星很年輕,均在1億歲以內,其中最年輕的僅有2500萬年,不過可能還有更年輕、更亮的造父變星。這35顆古典造父變星的年齡,是銀核內在最近1億年之內還有新恆星持續補充的鐵證。不過,這並不是這項巡天計畫唯一的卓越發現。
                  將他們發現的造父變星根據位置予以繪製成分布圖後,結果顯示銀核內橫越著一個以前並不知曉的新結構,一個由年輕恆星組成的薄盤狀結構。以前之所以不知道這個薄盤結構的存在,是因為被銀河中心內大量的濃密塵雲遮蔽而不得見。但因為VISTA是利用紅外波段進行廣角且高解析的觀測工作,不僅可避免被塵埃吸收或散射,也能同時取得大量恆星資料,這才能造就這次的發現,因此這也顯現了VVV計畫的成功與重要性。
                  Dékány等人下一步要繼續探究這些造父變星就是誕生於它們現在所處位置的附近,還是從更遠的地方遷移至此。瞭解它們的基本特性、與其他星體的交互作用和演化等,是解開銀河系與演化問題的關鍵之一,對整個星系演化的過程也至關重要。
                資料來源:[url=http://www.eso.org/public/usa/news/eso1542/]http://www.eso.org/public/usa/news/eso1542/[/url], 2015.10.28, KLC
「引用自臺北天文館之[url=http://tamweb.tam.gov.tw]網路天文館[/url]網站」
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