開普勒望遠鏡收集的數(shù)據(jù)，為一個天文之謎提供了解決方案，美國宇航局開普勒太空望遠鏡記錄到的恒星地震，幫助回答了一個長期存在關(guān)于銀河系“圓盤”年齡的問題。

現(xiàn)在在《皇家天文學(xué)會月刊》期刊上發(fā)表的一項研究中，由澳大利亞ARC全天空天體物理三維卓越中心(ASTRO-3-D)的研究人員，帶領(lǐng)一個由38名科學(xué)家組成的團隊使用來自開普勒望遠鏡收集的數(shù)據(jù)，計算出銀河系的該圓盤大約有100億年歷史。

來自ASTRO-3-D和澳大利亞悉尼大學(xué)的主要作者Sanjib Sharma博士表示：這個發(fā)現(xiàn)無疑澄清了關(guān)于銀河一個謎。早期關(guān)于圓盤中恒星年齡分布的數(shù)據(jù)與為描述它而構(gòu)建的模型不一致，但沒有人知道錯誤在哪里——數(shù)據(jù)或模型?，F(xiàn)在天文學(xué)家非常確定已經(jīng)找到了。銀河系和許多其他螺旋星系一樣，由兩個圓盤狀結(jié)構(gòu)組成，稱為厚結(jié)構(gòu)和薄結(jié)構(gòu)。這個厚厚的圓盤只包含了銀河系總恒星的20%左右，根據(jù)它的垂直膨脹度和組成，被認為是兩顆恒星中年齡較大的一顆。

為了找出到底有多老，天文學(xué)家們使用了一種名為星震學(xué)的方法：一種通過測量恒星地震的振蕩來識別恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。來自ASTRO-3-D和新南威爾士大學(xué)的合著者Dennis Stello副教授解釋道：地震在恒星內(nèi)部產(chǎn)生聲波，使它們響起或振動。產(chǎn)生的頻率告訴我們關(guān)于恒星內(nèi)部屬性的事情，包括他們的年齡。這有點像通過聽小提琴發(fā)出的聲音來識別小提琴是斯特拉迪瓦里小提琴。這種年齡測定能研究人員基本上回顧時間，并辨別宇宙歷史上銀河系形成時的那個時期。

這種做法被稱為銀河考古學(xué)，但并不是說研究人員實際上聽到了恒星地震產(chǎn)生的聲音，取而代之的是尋找內(nèi)部運動如何反映在亮度的變化中。恒星只是充滿氣體的球形儀器，但它們的振動很小，所以必須非常仔細地觀察。開普勒望遠鏡進行的精細亮度測量非常適合這種情況，望遠鏡非常靈敏，當跳蚤經(jīng)過時，它可以探測到汽車前燈的暗淡。2009年發(fā)射后的四年里，開普勒望遠鏡提供的數(shù)據(jù)給天文學(xué)家?guī)砹艘粋€問題：這些信息表明，圓盤中有更年輕的恒星，比模型預(yù)測的要多。

科學(xué)家面臨的嚴峻問題是：是模型錯了，還是數(shù)據(jù)不完整？然而，在2013年，開普勒發(fā)生故障，美國宇航局對其重新編程，使其在減少能力的情況下繼續(xù)工作——這段時間被稱為K2任務(wù)。這個項目涉及到一次對天空許多不同部分進行80天的觀察。這些數(shù)據(jù)的第一部分為夏爾馬博士和來自麥格理大學(xué)、澳大利亞國立大學(xué)、新南威爾士大學(xué)和西澳大利亞大學(xué)的同事們提供了豐富的新來源。美國、德國、奧地利、意大利、丹麥、斯洛文尼亞和瑞典的其他機構(gòu)也加入了他們的研究分析。

一項新的光譜分析表明，厚盤中恒星的現(xiàn)有模型中，包含的化學(xué)成分是錯誤的，這影響了對它們年齡的預(yù)測。考慮到這一點，研究人員發(fā)現(xiàn)，觀測到的星震數(shù)據(jù)現(xiàn)在與模型預(yù)測“非常吻合”。這些結(jié)果為星震學(xué)估計年齡的分析能力提供了強有力的間接驗證。來自K2的更多數(shù)據(jù)仍有待分析，結(jié)合美國宇航局凌日系外行星調(diào)查衛(wèi)星(TESS)收集的新信息，將導(dǎo)致對圓盤內(nèi)更多恒星年齡的準確估計，這將有助于我們解開銀河系的形成歷史。

博科園｜研究/來自：Science in Public

參考期刊《皇家天文學(xué)會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz2861

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