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弥漫在天际的剑鱼R,它的视直径比参宿四还要大三成

        【每日科技网】

 

  弥漫在天际的剑鱼R

  一个国际天文学家小组利用智利及澳大利亚的巨大望远镜量度位于剑鱼座的红巨星剑鱼R,

弥漫在天际的剑鱼R,它的视直径比参宿四还要大三成

  它的视直径比任何其他的恒星都大,比占据全天最大地位75年的参宿四还要大三成。

  测量恒星的尺度

  由于恒星距离我们相当遥远。要测量它们的尺度一点也不易,例如,我们把太阳放在最接近太阳的恒星那里(接近4光年),相当于把一个1个硬币放在500千米外,它的大小只有百分之一弧秒。对于最强的天文望远镜来说,量度这么细小的角度仍然是一项富有挑战性的工作。

  理论上,解像力随着增加望远镜的直径而提升,而事实上,即使地面望远镜的直径有10米之大,它对于可见光的解像能力与一台口径20厘米的望远镜相距不远。主因在于大气层扰动或湍流所造成的星光,它把细致的影像变得模糊,阻碍了天文学家的研究。

  第一颗被测定为最大的恒星是猎户座的参宿四,

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  它的角直径是在20世纪20年代初期由阿拔·米高逊及其小组利用加州威尔逊山的胡克望远镜测定为千分之四十四弧秒。

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  现在它保持了75年的地位拱让给了剑鱼R,剑鱼R距离我们200光年,是一颗周期338天的变星。光度变化由最亮时的4.8等至最暗时的6.6等,最亮时我们可凭肉眼看到它,可是在最暗时却需要利用小型望远镜才能找到它。

  NTT干涉观测

  天文学家小组利用3.5米NTT新技术望远镜指向剑鱼R。当时把NTT盖上一个不透明的上盖,在上面3米×3米直径处排布了七个直径25厘米的小孔,刚好比上空大气层的湍流单元为小,而这个上盖就是要把湍流造成的影响降低。NTT的高解像力从七个小孔造成的七条光柱在望远镜的焦点处互相干涉,每一对孔对恒星影像产生一组干涉条纹。结果造成了21组不同的干涉条纹于焦面处,由摄影机把条纹记录,并随后由电脑分析所得到的反差。利用望远镜解析遥远的恒星,它表现为很小视面积,因此所有21组条纹的反差大致上是相同的。如果恒星是很接近的,拥有一定的可观尺度,那么干涉条纹所造成的反差会使上盖的小孔降低。两者比较,对于遥远未能分析的恒星更能有效地利用其条纹反差估量出它的尺度。

  现时NTT利用由德国麦斯一普朗克地外物理研究院所发展的SHARP敏锐摄影机于红外波段进行观测,拍下了数百张剑鱼R的照片,每张曝光时间只是十分之一秒。这已足以把21组条纹捕捉下来,这个程序反复了很多次,拍下了数千张图像以作分析。

  利用澳大利亚3.9米英一澳望远镜和不同的干涉资料及分析技术,进行了补充观测,以确认较早时的观测结果。

  观测结果

  结果清晰地显示出剑鱼R的角直径为0.057±0.005弧秒,比参宿四还要大三成。

  令人感到诧异的除了它的巨大视直径外,就是它既然是这样巨大,何以不是老早被发现呢?

  阿拔·米高逊和他的小组测量了很多视直径大的恒星,可是对于位于南半球的剑鱼R,却很难从位于北半球的干涉仪测得到。剑鱼R的可见光也不是很强,而在红外波段却是属于天空中最亮恒星中的一颗,因此,在1971年,美国俄亥俄州立大学的罗拔·荣预言它应是一颗大恒星到现在才被证实。

  今次对剑鱼R的观测是在红外波段里,如果以较短波长观测,应该可以得到一个较理想的分析度。而利用红外波段则较难达到,但可以较准确地估量恒星光球的直径。然而,透过高质望远镜及高质红外摄影机,却可得到较理想的效果。

  剑鱼R距离我们大约200光年,恒星直径相当于370±50倍于太阳,如果把剑鱼R放在太阳的位置上,它将会把火星轨道也包括在内。当然,实际更大的恒星也不无例子——参宿四便是了。剑鱼R之所以成为最大视面积的恒星,即使较接近我们,也是它本身巨大的结果。质量方面,它与太阳相仿,可是光度却是太阳的6500倍。

  VLT干涉学

  虽然利用不同望远镜把光线收集而进行干涉观测较难进行。但来自美、英、法的小组经试验成功,望远镜有一定间距,可增加间距模拟为一台直径百米的望远镜,角直径分解度也可达到千分之一弧秒。

  将来的观测活动主要围绕甚大望远镜阵开展,它包括了四台直径8.2米的主要望远镜及数台1.8米的活动辅助望远镜,间距可延伸达200米。VLT的解析度比英一澳望远镜强40倍,天文学家将可以更细致地研究更遥远的天体了。

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