槟榔岛有多远?

最近关于Betelgeuse可能即将出现超新星的猜测促使许多人问:它有多远?但是,要为这颗恒星进行距离测量并非易事。

大的略微不对称的发光橙色球体。

阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)在亚毫米波长处拍摄的槟榔图像。它显示了一部分炽热气体,从红色巨星的延伸大气中略微突出。用于计算Betelgeuse最新视差的一些数据来自ALMA的观察。图片通过 阿尔玛.

猎户座猎户座星座中的一颗鲜亮的红色星星Betelgeuse处于其恒星生命的终结阶段。天文学家长期以来一直认为它将有一天爆炸成为 超新星。在2019年末和2020年初,Betelgeuse产生了很多 喋喋不休 在天文学家的社交媒体上。他们在开玩笑地想知道是否即将爆发爆炸,因为自2019年10月下旬以来,该恒星以前所未有的暗淡程度显着地变暗。随着这一消息成为主流,许多人想知道槟榔离我们有多远,爆炸是否会伤害生命在地球上。好消息是,如果槟榔爆炸,它就足够近以进行壮观的灯光秀,但又足够远而不会对我们地球造成任何伤害。首先要回答距离问题,槟榔大约为724 光年 远。但是,即使对于一个相对较近的恒星,也很难获得答案。

直到最近30年,借助新技术,天文学家才获得了距Betelgeuse和附近其他恒星的距离的更精确测量结果。这种进步始于1989年,当时欧洲航天局(ESA)发射了一种称为 Hipparcos以著名的希腊天文学家的名字命名 Hipparchus。经过数年的观察,Hipparcos空间望远镜为100,000颗相对较近的恒星提供了视差和距离数据。

这些测量结果成为您今天看到的大多数估计的恒星距离的基础。

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地球轨道在左侧,并带有交叉线,导致观察到右侧的恒星位置。

从两个位置观察时,附近恒星的位置相对于远处的背景恒星会有轻微的偏移。对于六个月间隔的地球观测,这两个位置之间的间隔是地球轨道的直径。角α是视差角。图片来自P.wormer / 维基共享资源.

原始的Hipparcos数据给出的视差为7.63 毫秒 对于槟榔;那’大约是满月宽度的百万分之一。基于该视差的计算得出的距离约为430光年。

但是,Betelgeuse被称为 变星 因为它的亮度会随着时间而波动(也就是说,最近 槟榔变暗的兴奋 是因为’是有史以来最大的亮度下降)。从而开始了估计槟榔的困难’s distance.

那’之所以如此,是因为随后的研究发现,用于减少可变恒星的Hipparcos数据的方法存在错误。纠正这些错误的努力使视差为5.07毫秒,从而将Betelgeuse的估计距离从430光年更改为大约643光年,正负46光年。

但是,等等,还有更多。 2017年,天文学家 已发表 新的计算方法进一步完善了Betelgeuse’s视差为4.51毫秒。对Hipparcos数据的这一新分析还包括对数个基于地面的观测 射电望远镜. 那 placed Betelgeuse at a distance of about 724 光年, or, more accurately, between 613 and 881 光年 when data uncertainties are 在cluded.

您可能知道欧洲航天局’s Gaia 天体测量 任务的目的是为我们的银河系制作三维地图。在其时间 第二次数据发布 ESA在2018年4月表示,盖亚的数据已经成为可能:

…迄今为止最丰富的恒星目录,包括近17亿颗恒星的高精度测量。

但是Betelgeuse并不是其中的一颗星,而Gaia赢得了’可以用来为Betelgeuse寻找更精确的距离。原因是槟榔对于航天器来说太亮了’s sensors.

猎人猎户星座(Orion)的星图,带有包括Betelgeuse在内的主要星标。

猎人猎户座地图,显示了槟榔子的位置。图片来自IAU / Sky&望远镜杂志/ 维基共享资源.

关于视差的一句话。 Have you ever viewed a nearby object from two different locations, and noticed how its position changed with respect to distant landmarks? 那 is the effect called 视差。为了获得距离估算值,相隔六个月获取附近一颗恒星相对于远处背景恒星在天空中的位置的测量值。在此期间,地球已行进到轨道的另一侧,因此这两个位置被地球直径分开’轨道,约1.86亿英里(3亿公里)。附近恒星的差异’在这两个位置的相对位置允许天文学家得出视差角,并计算到附近恒星的距离。

古希腊的天文学家理解视差的概念,但是他们缺乏在天空上进行非常精细的角度测量的技术。结果,直到1838年德国天文学家弗里德里希·贝塞尔(Friedrich Bessel)取得成功,所有恒星视差的测量都失败了。他使用了望远镜,即使他的两个观测位置在地球轨道的相对侧,他也几乎无法分辨出微小的角位移。但这足以确定11的距离 光年 到附近的一颗星 61 Cygni.

从贝塞尔时代到Hipparcos’在1989年发射时,仅确定了几千个视差。该过程受到许多因素的阻碍,其中包括所涉及的极小角度,仪器的不完善之处,也许最重要的是地球自身大气的模糊感。即使在非常清晰和黑暗的地方(例如沙漠和山顶),从地球上进行的观测也由于大气的扭曲而变得模糊。

希帕科斯(Hipparcos)从1989年开始从太空中获取观测数据,克服了地球大气层施加的限制,从而获得了当时空前的准确性的恒星位置数据。天文学家正在使用地面和空间天文台,通过仪器和数据分析方面的新创新不断完善这些测量。

底线:测量到槟榔的距离特别困难,因为它是一颗变星。根据Hipparcos太空望远镜和地基射电望远镜的数据进行的复杂计算表明,距离地球大约724光年。

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