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标 题[摘录]利用微重力透镜技术测量恒星的形状
发信站铭传筑梦别境 (Fri Jun 10 22:23:36 2005)
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一组天文学家首度利用微重力透镜(gravitational microlensing)的方式测量
恒星的形状。
重力透镜现象由爱因斯坦於1936年提出,如果远方明亮天体与地球之间有另一质
量很大的天体,则远方天体向地球所发出的光线,会受到此大质量天体的重力影
响而弯曲,如同透镜一样,而遥远天体的影像便会因而改变。
绝大部分的恒星,因为非常遥远,看来都只是个亮点,因此根本无从知道这颗恒
星究竟是什麽形状。近年来,由於光学干涉(optical interferometry)技术不
断进步,使天文学家终於得以测量少数恒星的形状,例如於2003年利用超大望远
镜干涉仪(Very Large Telescope Interferometer,VLTI)发现水尾一(波江座
α星)是最扁的恒星。不过,光学干涉技术有其极限,能测量出形状的恒星,终
究寥寥无几。
不过英国Jodrell Bank天文台N.J. Rattenbury等天文学家,利用重力透镜「缩小
版」--经由恒星引起的微重力透镜现象,从远方天体的光变曲线的形状,估算这
颗天体的几何外形。由於微重力透镜现象,只能让背景天体的亮度增加1000倍以
内,而且必须要有大质量天体恰好位在遥远明亮天体至地球之间,发生机率相当
稀有,因此从1990年代开始至今,全世界只有两组人马在搜寻微重力透镜事件--
其中之一为日本和纽西兰合作的MOA(Microlensing Observations in Astrophy-
sics),另一组为波兰与美国普林斯顿大学合作的OGLE(Optical Gravitational
Lens Experiment)。Rattenbury等人分析的资料,来自MOA於2002年侦测到的微重
力透镜事件,因此这个事件被命名为MOA 2002-BLG-33,简称MOA-33,其中扮演「
透镜」角色的是一对双星。在结合其他五座地面望远镜及哈伯太空望远镜(HST)
的观测资料後,Rattenbury等人发现MOA-33的的背景「光源星」,外形呈椭圆,
极轴方向与赤道方向的半径比例约为1.02-0.02/+0.04;不过Rattenbury等人强调
:由於观测资料具有一定的不确定性,因此并不能完全排除这颗恒星是球形的情况。
如水尾一或牛郎等这些已知外形的恒星,多半都离地球很近,仅几pc之遥;MOA-33
的背景星则离地球至少约5000pc。因此,干涉天文学的技术只能应用在比较明亮、
比较近的恒星上,而可应用在遥远恒星的几何外形测量上的,目前仅有微重力透镜
的技术。然而,微重力透镜技术还是有其限制:恒星的几何外形必须比较特别(也갊比较稀有);Rattenbury等人估计:约只有所有侦测到的微重力事件中的0.1%可以
估算恒星外形。目前全世界侦测到的微重力透镜事件,每年约有100次左右;未来
技术精进或参与联合观测的望远镜数目愈来愈多的话,可侦测的微重力透镜事件也
可能会愈来愈多。近期内,MOA团队将有一架日本1.8米广角红外望远镜加入他们的
搜寻行列,MOA团队预期侦测到的事件将大幅成长。美国也有个研究团队正在计画
Microlensing Planet Finder太空望远镜任务,期望能搜寻到我们银河系中各式各
样的行星,不过这个太空任务也可以「顺便」侦测到像MOA-33这样的事件,天文学
家也就能了解更多恒星的外形。
参考资料:Jodrell Bank Observatory , Measuring the Shape of Stars, 2005.05.31
* 转载自台北天文馆
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