窥视星辰间的美丽螺旋：双星系统研究新页 2017/03/04 关键字: ALMA, 哈伯太空望远镜, 椭圆轨道, 螺旋壳层, 双星系统, 飞马座LL星 ------------------------------------------------------------------------------ http://imgur.com/O02FchJ.jpg 金孝宣博士表示：「看到天空中这种美丽的螺旋壳层（spiral-shell）影像，真的很兴奋 。我们的观测极精细地呈现出飞马座 LL 星外围螺旋壳层的三维几何结构，而该图像中各 种细节特徵，在我们的理论里都能得到令人非常满意的解释。」图／ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Hyosun Kim et al. 中研院天文及天文物理研究所金孝宣博士（Dr. Hyosun Kim）主导的国际团队，以先进的 阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列望远镜（简称 ALMA），取得老年恒星飞马座 LL 星（ LL Pegasi）影像，并使用创新方法推导出其为椭圆轨道的双星系统，首度突破双星系统 因周期太长而无法直接测量轨道形状的天文难题。本论文获发表於三月号 Nature Astronomy，并跃登该期封面故事。 http://imgur.com/eGm9uOp.jpg 本图显示出飞马座 LL 星周围螺旋状的气体分布，资料来自於 ALMA 观测。研究小组推导 出，图中白色方框内的分岔螺旋特徵，是由长椭圆轨道的双星系统所造成。图／ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Hyosun Kim et al. 金孝宣博士表示：「看到天空中这种美丽的螺旋壳层（spiral-shell）影像，真的很兴奋 。我们的观测极精细地呈现出飞马座 LL 星外围螺旋壳层的三维几何结构，而该图像中各 种细节特徵，在我们的理论里都能得到令人非常满意的解释。」 新的 ALMA 影像所呈现的螺旋壳层状图案特徵，是飞马座 LL 星不断喷发的气体物质所造 成。飞马座 LL 星距离地球约 3400 光年远，体积比太阳大 200 倍，正处於恒星演化晚 期称之为红巨星的阶段，而未来我们的太阳也会有类似命运。像飞马座 LL 星这样年老的 恒星会喷发大量的恒星风，将其表层气体与尘埃吹向星际空间中，成为恒星周围的拱星（ circumstellar）物质。将近 10 年前，哈伯太空望远镜取得一张飞马座 LL 星的照片， 这个天体因为周围出现前所未闻的、几近完美的螺旋图案而大为知名。过去几年间，天文 学家的研究显示，年老的恒星若有伴星，双星系统以圆形轨道绕行并交互作用，周围的拱 星气体便会显现此螺旋特徵。 http://imgur.com/ONIea9Z.jpg 左图，哈伯太空望远镜在 2010 年发布的飞马座 LL星影像。图／ESA/NASA & R. Sahai ；右图，ALMA 观测到的飞马座 LL 星的影像。 图／ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / Hyosun Kim et al. 「哈伯太空望远镜的影像让我们欣赏到美丽的旋臂状结构，但当时照片看到的其实是 3 维结构投影在 2 维上。现在因为有了 ALMA 的数据，我们得以看到 3 维立体结构的完整 呈现。」共同作者之一， 在美国喷射推进实验室（JPL）的 Raghvendra Sahai 博士表示 。 本次研究团队所取得的 ALMA 图像，显示出飞马座 LL 星周边螺旋壳层气体的空间分布和 运动速度，并进而揭示这个巨星的确与旁边的伴星相互绕行，调节着喷发气体的分布。 「我们可以从旋臂彼此的间隔得知，这个双星系统的轨道周期大约是 800 年，天文学家 就算几个世代不停地连续观测这个双星系统也不见得能侦测到双星到底如何运动。把锁在 螺旋壳层图案里的机密解开，是回推出轨道运动的唯一途径。」共同作者之一，中研院天 文所副研究员吕圣元表示。 研究团队在由 ALMA 最新取得的飞马座 LL 星精细图像中发现螺旋壳层的外观清楚地呈现 分岔。进一步将观测得到的 3 维影像与数值模拟结果相比对，首度得出结论认为：此双 星系统具备特别长的椭圆轨道，而非先前认为的圆形轨道，是气体分布这麽特殊的成因。 金孝宣说，「引人注目的螺旋壳层图案彷佛是大自然留下的清楚讯息，揭开中心恒星如何 运动的真相，是天文学家迎接的挑战。」 ALMA，是由 66 个电波天文望远镜组成的阵列，为有史以来最大规模的地面型天文望远镜 计画，不但灵敏度极高，其解析能力和一座直径达 16 公里的望远镜不相上下，可达哈伯 太空望远镜的十倍。天文所自 2005 年开始参与 ALMA 计画，以实质参与取代部分经费投 资的模式，派出工程与科学团队参与阵列的建造、测试及科学运转。ALMA 望远镜也将采 用本院天文所研发之接收机，提供天文学家观测研究各项关键性的课题。 文献资料: Hyosun Kim, The large-scale nebular pattern of a superwind binary in an eccentric orbit, nature. 本文改写自中研院天文所新闻稿。 ------------------------------------------------------------------------------ 原文连结: http://pansci.asia/archives/flash/115773 --

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