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恒星的光芒变化与亨丽爱塔的研究成果

时间:2023-10-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:亨丽爱塔注意到,一些恒星的亮度在1~100天的周期内十分有规律地增强和减弱。总而言之,尽管亨丽爱塔并不知道这两片星云是矮星系,但她通过其紧凑的外观推测其中的恒星与地球的距离大致相同。在这种条件下,亨丽爱塔可以得出结论:恒星之间亮度的差异来自其自身光线的不同,并不受距离的影响。亨丽爱塔在1908年发表了上述研究成果,并在1912年证实了这一推测。

恒星的光芒变化与亨丽爱塔的研究成果

明白了这些,我们来继续变星的话题。

亨丽爱塔致力于天文摄影图片的观测和比较,她通过测量恒星之间不同的亮度对其进行编目。1893年,时任天文台主任的爱德华·查尔斯·皮克林委托她进行变星亮度的研究,这些恒星的发光程度随着时间而改变。这个在最初看来微小而机械化的任务,后来成为天文学历史上最伟大的进程之一。

亨丽爱塔注意到,一些恒星的亮度在1~100天的周期内十分有规律地增强和减弱。

到1908年时,她已经对1777颗变星进行了观测并发现了一种非常有趣的模式:这种恒星的最大亮度直接取决于其光线增减周期的长短。换言之,光线变化周期长的恒星,其最大亮度要比那些周期短的恒星亮得多。

“这能说明什么呢?我的意思是某些星体距离地球可能更加遥远,这也会使它们看起来没那么明亮。我怎么知道观察到的亮度变化是由星体自身光线造成的,还是由距离因素影响的呢?”(www.xing528.com)

亨丽爱塔在那时研究的恒星属于麦哲伦云的一部分,我们现在已经知道它由两个非常接近银河系的矮星系组成,甚至有可能是银河系的卫星。这两部分麦哲伦云只能从地球的南半球看到,并呈现为两片漫射状的星群。它们大小不同,因此分别被命名为大麦哲伦云和小麦哲伦云。

总而言之,尽管亨丽爱塔并不知道这两片星云是矮星系,但她通过其紧凑的外观推测其中的恒星与地球的距离大致相同。在这种条件下,亨丽爱塔可以得出结论:恒星之间亮度的差异来自其自身光线的不同,并不受距离的影响。这也让她意识到了那些较为明亮的变星,其光线变化周期要比亮度较弱的变星长许多。

亨丽爱塔在1908年发表了上述研究成果,并在1912年证实了这一推测。通过简单地对数运算,我们可以得知变星基于其光线周期变化而具有的真正亮度(并非从地球上看到的光线,因为距离的原因我们观测到的亮度有所衰减,上述光亮意指恒星本身的亮度)。在已知它们与地球距离的情况下,又可以计算其明亮程度会随着距离的变大而成平方关系减小。

这些都不再是困扰,不过要想将这些长度数据进行校准,还是得知道地球与上述星群中的某一颗恒星的准确距离。我们始终面临的难题是这些星体过于遥远。通过前面的介绍,已知在地球轨道上运用恒星视差技术可以精准测量的最大距离是327光年

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