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伽玛射线望远镜测量遥远恒星的直径

  • 科学
  • 2020-07-22 08:21:27
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通过复兴一种能够将专门的伽马射线望远镜与一个巨大的虚拟仪器组合在一起的技术,科学家们已经测量了数百光年以外的单个恒星的直径。该团队使用美国的四台VERITAS望远镜(超高能辐射成像望远镜阵列系统)作为一种组合仪器来确定Beta Canis Majoris(距太阳500光年的蓝色巨星)和Epsilon Orionis(a)的大小。蓝色超巨星位于距太阳2,000光年的地方。近50年前首次展示的恒星强度干涉测量技术也可以用于其他伽马射线观测站,包括即将推出的切伦科夫望远镜阵列(CTA)。哈佛大学天文学家领导的研究小组自然天文学。

“对恒星物理学的正确理解对于从系外行星研究到宇宙学的广阔的天文领域都很重要,但是由于它们与地球的距离很大,人们常常将它们视为点光源。”犹他州。“干涉仪在实现空间分辨恒星所需的角分辨率方面已经取得了广泛的成功,并且我们已经展示了使用许多望远镜进行光学强度干涉仪测量的能力,这反过来将有助于增进我们对恒星系统的理解。”

通常,VERITAS望远镜会在天空中监视切伦科夫光的微弱蓝光闪烁,当来自宇宙的伽玛射线撞击地球大气时会产生蓝光。但是,这些观察仅限于无月黑夜。团队使用了VERITAS无法在2019年12月进行正常观测的时间。“现代电子设备使我们能够计算地组合来自每台望远镜的光信号。所产生的仪器具有足球场大小的反射镜的光学分辨率,”首席研究员来自犹他大学的David Kieda。“这是使用一系列光学望远镜对原始汉伯里·布朗和特维斯技术的首次展示。”

该团队观察了两个恒星数小时。测量得出,Beta Canis Majoris的角直径为0.523毫秒,Epsilon Orionis的角直径为0.631毫秒。从纽约看,一毫秒大约相当于巴黎埃菲尔铁塔顶上两欧元的硬币大小。参与VERITAS测量分析的DESY科学家Tarek Hassan说:“两颗恒星的测量值与以前的测量结果非常吻合,采用了1970年代Narrabri望远镜所做的相同技术。”Narrabri望远镜是第一批使用恒星强度干涉术进行恒星测量的仪器,运行时间为1963年至1974年。VERITAS团队展示了该技术在灵敏度方面的改进以及使用数字电子技术的可扩展性。

科学家已经证明,可以使用现代电子技术来组合数十个望远镜。对于将来的切伦科夫望远镜阵列,这可能是一个有趣的选择。这将是世界上最大的伽玛射线观测站。CTA将配备三种尺寸的伽马射线望远镜,DESY负责中型望远镜。哈桑解释说:“ CTA将在南半球使用多达99架以千米为基准的望远镜,在北半球使用19架以数百米为基线的望远镜。”“利用未来的CTA执行恒星强度干涉测量,将使我们能够研究具有无与伦比的角分辨率的恒星。”

强度干涉测量不仅可以让科学家确定恒星的直径,还可以使恒星表面成像,并可以测量诸如相互作用的双星,快速旋转的恒星或造父变星的脉动等系统的特性。利用小行星掩星法,天空中一些非常小的恒星的表观直径,这项新的研究表明伽马射线望远镜及其科学家比目击者还多。

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