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天文学家有望精确测量红巨星温度

这颗红巨星看起来就像一颗红色的星在两团橙色云之间爆发。图片来源:Andrew Klinger

红巨星是一类在超新星爆炸中结束生命的恒星。它们的生命周期还没有被完全了解,部分原因是很难测量它们的温度。现在,天文学家第一次开发了一种精确方法来测定红巨星的表面温度。

恒星的大小、质量和组成各不相同。太阳被认为是一个相对较小恒星,尤其是与被称为红巨星的参宿四相比。红巨星的质量是太阳的9倍以上,这意味着,当死亡时,它们会以极其猛烈的方式发生超新星爆炸,尤其是II型超新星。

II型超新星为宇宙播下生命所必需的元素,因此研究人员渴望更多地了解它们。目前还没有办法准确预测超新星爆炸。解开这个谜题的一小部分在于理解超新星出现之前的红巨星的性质。

尽管红巨星非常明亮,在很远的距离都可以看到,但很难确定它们的重要属性,包括温度。这是由于它们高层大气的复杂结构导致了温度测量结果的不一致,而这种不一致可能适用于其他类型的恒星。

“为了测量红巨星的温度,我们需要找到一个不受复杂高层大气影响的光谱。”日本东京大学天文系研究生Daisuke Taniguchi说,“被称为吸收线的化学标记是理想的候选者,但并没有一条单独的线来揭示温度。然而,通过观察两个不同但相关的线——铁——的比率,我们发现比率本身与温度有关。”

Taniguchi团队用一种叫做WINERED的仪器观察了候选恒星,这种仪器能连接到望远镜上,用来测量遥远物体的光谱特性。他们测量了铁吸收线,并计算出其比值,以估计温度。通过将这些温度与欧洲航天局盖亚太空望远镜获得的精确距离测量数据结合起来,研究人员计算出了恒星的光度,并发现与盖亚的结果一致。相关论文刊登于《英国皇家天文学会月报》。

“关于超新星以及相关物体和现象,我们还有很多要了解的,但我认为这项研究将帮助天文学家填补一些空白。”Taniguchi说,“参宿四在2019年和2020年出人意料地变弱了。如果我们能够预测它是否以及何时会成为超新星,那将是非常有趣的。”

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1093/mnras/staa3855