比鄰星前所未有的凌星:當群星連珠

太陽最近的恆星鄰居在經過一顆遙遠的恆星前方時,將揭示其質量——甚至可能還有它的行星

銀河系中數千億顆恆星中,只有一顆離太陽最近:一顆名為比鄰星的小紅矮星,這顆星非常暗淡,一個世紀前都無人知曉。現在,這顆恆星鄰居即將洩露它的一些秘密,因為它將在10月份從另一顆恆星前方經過。當來自遙遠恆星的光線掠過比鄰星時,這顆紅星的引力將彎曲光束,從而揭示我們鄰居的質量,甚至可能還有它的行星。

空間望遠鏡科學研究所的天文學家凱拉什·薩胡表示,一顆恆星的引力偏轉“在太陽系之外從未被觀測到”。他發現了這次非同尋常的即將發生的對齊事件。1919年,在一次日食期間,觀察者觀測到太陽的引力改變了恆星的視位置,這證實了阿爾伯特·愛因斯坦的新廣義相對論。艾薩克·牛頓的引力理論也預測了偏轉,但只有觀測到的一半。從那時起,天文學家發現了星系的引力將遙遠類星體的光線分裂成多個影像的案例,觀察者還觀察到未知的恆星透過在其前方經過並放大它們的光線,使背景恆星變亮,這種現象被稱為引力微透鏡。但是,沒有人見過太陽系附近的恆星從一顆遠得多的恆星前方經過。

為了找出是否會發生此類對齊事件,薩胡檢查了5000顆附近恆星的路徑,最終在比鄰星身上取得了重大發現。“僅僅透過觀察遙遠恆星的偏轉,你就可以精確地知道比鄰星的質量,”薩胡說,他計劃用哈勃太空望遠鏡跟蹤這一事件。“低質量恆星是宇宙中最常見的恆星,但在測量它們的質量方面存在很多不確定性。”質量是一個至關重要的恆星引數,因為它決定了恆星如何衰老以及它能存活多久


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即使按照紅矮星的標準,比鄰星也很微弱。在1915年它被發現時,它是已知最不發光的恆星。蘇格蘭出生的南非天文學家羅伯特·英尼斯發現這顆恆星在距離半人馬座A和B 2.2度的地方移動,半人馬座A和B是一對明亮的恆星,它們的光芒共同構成了夜空中第三亮的恆星。不幸的是,它們位於如此靠南的地方,以至於大多數美國人都看不到它們。半人馬座A(一顆像太陽一樣的黃色恆星)和半人馬座B(一顆稍微暗淡的橙色恆星)距離我們4.37光年。比鄰星大約每百萬年繞它們執行一次。它距離地球4.24光年,略微靠近,因此得名比鄰星。

半人馬座A和B例證了天文學家通常如何測量恆星質量。當這兩顆恆星每80年相互繞行一次時,一顆會拉動另一顆,這表明相對於太陽,較亮的恆星質量多出10%,而另一顆恆星的質量則少8%

但是比鄰星距離其明亮的伴星比地球距離太陽遠13,000倍。結果,這顆小紅星的引力幾乎不會擾亂其伴星,使得質量測量變得不可能——或者說直到薩胡的發現之前都是這樣。正如他的團隊將在未來一期的《天體物理學雜誌》上報告的那樣,10月份和2016年2月份的哈勃觀測(當該恆星更靠近另一顆恆星時)應該能夠將比鄰星的質量精確到5%。天文學家已經估算出了這顆恆星的大小——它的直徑是太陽的15%——因此質量測量將提供比鄰星的密度。

俄亥俄州立大學的天文學家安德魯·古爾德(與研究人員無關)表示:“這是首次確定此類事件。”“它正在開闢一個人們思考了50年的新領域。”1964年,天文學家修爾·雷夫斯達爾發表了描述恆星引力如何偏轉背景恆星光線的計算結果

比鄰星的凌星帶來了更多希望。“這絕對是探測比鄰星周圍行星的機會,”薩胡說。2012年,天文學家報告了一顆地球質量的世界環繞著半人馬座B,即橙色恆星,但比鄰星沒有已知的行星。行星的質量越大,其引力對遙遠星光的影響就越大,從而使這個世界更容易被識別。不幸的是,哈勃可能不會尋找行星,因為這會佔用它太多的時間;相反,地面觀測站將承擔起這項搜尋任務。薩胡說,找到比鄰星行星的前景很低——他認為兩次對齊的機率只有6%到10%——但是,這些凌星可能正好揭開有史以來最令人興奮的系外世界之一的面紗:一顆環繞著離太陽最近的恆星的行星。

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