一种新的改进的孤星测量方法

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范德比尔特天文学家发现了衡量孤星和行星的更好方法。学分:范德比尔特大学Michael Smelzer

天文学家提出了一种新的改进方法来测量数以百万计的孤星,特别是那些具有行星系统的孤星。

准确测量恒星的重量不仅对于了解恒星是如何诞生,进化和死亡起着关键作用,而且在评估现在已知的大多数其他恒星轨道的数以千计的系外行星的真实性质时也是至关重要的。

该方法是为欧洲航天局的Gaia Mission量身定做的,该项目正在绘制三维银河系星系的过程,以及美国宇航局即将推出的Transiting Exoplanet Survey Satellite(TESS),该卫星定于明年发射并将进行调查在穹苍中寻找外星人的20万颗最亮的恒星。

“我们已经开发出了一种用于'称量'孤立恒星的新方法,”指导开发的史蒂文森物理学和天文学教授斯文森说。 “首先,我们使用来自恒星的全部光线及其视差来推断它的直径。接下来,我们分析恒星发出的光线闪烁的方式,这为我们提供了衡量其表面引力的方法。然后我们结合这两者来获得恒星的总质量。“

来自意大利INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania的Stassun和他的同事Enrico Corsaro,来自Leigh大学的Joshua Pepper和来自俄亥俄州立大学的Scott Gaudi--使用675颗已知质量的恒星描述了该方法并证明了其准确性,文章名为“Empirical”准确的质量和与TESS和GAIA的单星的半径“接受在天文学报出版。

传统上,确定远处恒星质量的最准确方法是测量称为双星的双星系统的轨道。牛顿的运动定律允许天文学家通过相当精确地测量它们的轨道来计算两颗恒星的质量。然而,星系中只有不到一半的恒星系统是二进制星系,而二进制星系只占星系中约五分之一的红矮星,这些恒星已成为系外行星的珍贵狩猎场,因此天文学家提出了多种估算方法孤星的群众。按照颜色和亮度对恒星进行分类的测光方法是最通用的,但它不是很准确。测量通过恒星内部传播的声脉冲引起的光波动的Asteroseismology非常准确,但仅适用于数千颗最接近,最亮的恒星。

“我们的方法可以以10%到25%的精度测量大量恒星的质量。在大多数情况下,这比其他可用的方法更准确,而且重要的是它可以应用于孤星,所以我们不限于二进制文件,“Stassun说。

该技术是Stassun四年前与宾夕法尼亚州立大学助理教授研究生Fabienne Bastien共同开发的方法的延伸。 Bastein使用范德比尔特天文学家神经多样化团队开发的特殊数据可视化软件,在星光中发现了一种微妙的闪烁模式,其中包含有关恒星表面重力的有价值信息。

去年,Stassun和他的合作者开发了一种经验方法,用已发布的星表目录数据确定恒星的直径。它涉及将恒星的光度和温度信息与Gaia Mission视差数据结合起来。 (视差效应是由观察者视角变化引起的物体的明显位移。)

“通过综合这两种技术,我们已经表明,我们可以估计美国宇航局开普勒任务编制的恒星质量,其准确率约为25%,我们估计它将为恒星的类型提供约10%的准确度TESS的任务将瞄准,“Stassun说。

确定拥有行星系统的恒星质量是确定行星质量和尺寸的关键因素。在使用光度测量法的典型恒星质量估计中,100%的误差可能导致计算行星质量的误差高达67%。这大致相当于水星和地球之间的差异。因此,在正确评估天文学家近年来开始探测的所有外星世界的性质时,这一点非常重要。

该研究由国家科学基金会PAARE资助AST-1358862和欧盟地平线2020研究与创新计划资助。

PDF文件副本:经验,准确质量和与TESS和盖亚单颗星半径

来源:范德比尔特大学

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