海外文摘——让恒星各归其位




让恒星各归其位
Govert Schilling　文　Shea　译
	欧洲的依巴谷卫星以前所未有的精度测定了恒星的位置，但是在测定昴星团距离的时候却遇到了一些问题。　　天体测量这门测量恒星位置的科学从托勒玫以来已经走过了漫长的历程。古埃及的天文学家编制了包含1022颗恒星位置的星表，最高精度达到了1/6度。今天由欧洲空间局（ESA）依巴谷卫星编制的最好的星表列出了1百万颗恒星的位置，其中一些的精度达到了毫角秒。但是自从天文学家发现它对昴星团距离的测量结果与传统方法之间相差10%以后，依巴谷也显现出了一些模糊和不确定性。这一差异会对宇宙尺度的测量带来影响。　　众所周知，距离的测量历来是天文学中的难点。天文学家可以使用视差精确测定200光年之内恒星的距离，但是对于更为遥远的恒星，由于其视差太小而变得无法测量。视差测量结果显示毕星团的距离为151光年。20世纪天文学家通过比较毕星团和昴星团中恒星的亮度和颜色，并且假设其中的恒星相类似，进而计算出昴星团到地球的距离为440光年。自此，这一距离估计成为了确定宇宙尺度的重要一步。　　1989年，ESA发射了革命性的耗资3亿美元的天体测量卫星——依巴谷。使用两架高精度的望远镜，旋转的依巴谷卫星就可以在天空中画出精确的网格，由此可以精确的推演出恒星的位置。依巴谷以高出托勒玫15,000倍的精度测定了1百万颗恒星的位置。对于118,000颗恒星，这一精度又提高了20倍达到了毫角秒的量级，以此推算出的视差距离可以达到几百光年之遥。1997年公布的相关星表示是有史以来最精确的一个。“依巴谷为略显混乱的天体测量领域定下了一些规范，”依巴谷项目科学家、ESTEC、ESA研发中心的迈克尔·佩里曼（Michael Perryman）说。　　但是在编撰星表时，依巴谷小组成员、英国剑桥大学的星团专家弗劳·范利文（Floor Van Leeuwen）发现，昴星团的视差距离最大也只有400光年——比普遍采用的值小了10%。这个小组没有理由去怀疑依巴谷的非凡结果。佩里曼解释说，毕竟视差是一个纯几何量，而早先的距离估计则依赖于昴星团和毕星团相似的天体物理假设。“在你举起手说依巴谷错了之前，你要格外小心，”他说。　　然而，天体学物理学家对他们的结果充满信心，认为依巴谷存在问题。例如在今年早些时候的《自然》杂志上，普林斯顿大学的天体物理学家伯旦·帕金斯基（Bohdan Paczynski）认为这是由于发射时未曾预料的问题所导致的依巴谷卫星的大轨道偏心率所带来的问题。在同一期上，加州理工学院的潘晓培（Xiaopei Pan）及其同事公布了使用帕洛玛测试干涉仪对昴星团中最亮的恒星昴宿七的测量结果，它的距离确实是440光年。佩里曼指责这是心怀嫉妒的美国天文学家对欧洲具有突破性意义的卫星的诋毁。佩里曼说，帕金斯基的看法是“基于无知的推断”。对于加州理工学院的小组，他的说法是，“昴宿七没有理由像潘及其同事假设的那样正好位于星团的中心”。　　但是在一篇已经被《天文学和天体物理学》杂志接受的论文中，来自英国利物浦约翰·摩尔斯大学由苏珊·帕希福（Susan Percival）领导的小组发现，依巴谷测量的昴星团的平均距离确实存在着误差。使用可见光和红外观测昴星团中的恒星，帕希福及其同事发现，这些恒星的颜色、光度和化学组成都显示它们的距离为436光年。“这看起来确实证实了一些东西，”佩里曼让步了。 [图片说明]：银河系定位系统。使用两架高精度的望远镜，旋转的依巴谷卫星就可以在天空中画出精确的网格，由此可以精确的推演出恒星的位置。版权：ESA。　　范利文相信他可能已经找到了依巴谷误差的原因。他说，昴星团构筑了一个“星表中的薄弱区域”。他认为，由于星团中亮星高度聚集使得依巴谷丧失了高精度巡天的能力，由此引入的系统误差在1个毫角秒的量级左右。“在星表中可能有10或者20个这样的薄弱区域，”他说，“其中绝大部分是星团。” 　　范利文现在正在严密地重新分析依巴谷的数据，并且希望在2005年的某个时候公布新的星表。他说：“我现在还不知道昴星团新的距离值是多少。”佩里曼强调依巴谷的结果仍然是非常可靠的。“最终的星表几乎会和原先的一模一样，”他说，“我们所讨论的是一些极其微小并且非常局部的效应。” 　　在2009年和2011年，两颗新的天体测量卫星将会被发射：NASA的空间干涉计划和ESA的“GAIA”。这两个的精度都要比依巴谷高得多，达到微角秒的量级。范利文说，依巴谷给我们上了重要一课，了解和解决昴星团问题是“GAIA”数据处理中的重要课题。“没有人意识到系统会如此的敏感。”
出自：Science 发布日期：2004-11-19

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