開普勒望遠鏡觀測到了「七姐妹」星團里的變化

被古希臘人稱為「七姐妹」的星團(現在被現代天文學家稱為昴星團)是一組肉眼可見的恆星，並且已經被全世界研究了數千年。而現在，來自奧胡斯大學恆星天體物理中心的Tim White博士以及他所領導的研究團隊表明：一種強大的新技術可以用來觀察類似「七姐妹」這樣的恆星(過於明亮使得高性能的望遠鏡無法觀測)。他們的成果被發表在《皇家天文學會月刊》上。

在利用一種新的演算法增強了開普勒太空望遠鏡在其K2任務中的觀測能力后，研究小組對這些恆星的變化做了最詳細的研究。諸如開普勒之類的衛星被設計成通過觀測行星經過前方時引起的亮度下降來尋找圍繞著遙遠恆星運行的行星，同時，這些衛星也會被用來做星震學研究，通過觀測恆星的亮度變化來研究恆星的內部結構與演化。

因為開普勒的任務是一次性觀察數千顆暗淡的恆星，所以一些過於明亮的恆星會因為亮度太高而無法被觀測到。用相機探測器瞄準一顆明亮的恆星在某一點上發出的光將使得恆星圖像的中心像素飽和，從而在測量恆星的總亮度時會造成非常嚴重的精度損失。這和造成普通數碼相機動態範圍丟失的過程類似，使得在同樣的曝光條件下看不到暗淡和明亮的細節。

「用開普勒觀測明亮恆星的解決方法其實相當簡單。」 首席作者Tim White博士說道：「我們主要關心的是相對亮度的變化，而不是絕對亮度。所以我們可以從附近的不飽和像素來測量這些變化，完全不用管飽和區域。」

但是衛星的運動和探測器的細微缺陷仍然會使得恆星變化所發出的信號被錯過。為了克服這一點，研究人員開發了一種新的技術來衡量每一個像素的貢獻，從中找到合適的平衡以此來抵消儀器效應，揭示真正的恆星變化。這種新方法是一種簡單且快速的演算法，被命名為光暈測光法，研究人員已將其發布為免費的開源軟體。

這七顆恆星中的大多數都是緩慢跳動的B類星。B類星是一種變星，恆星的亮度每隔大約24小時會變化一次。這些脈動的頻率是探索這些恆星核心中一些不為人知的過程的關鍵。

第七顆星——Maia有一些不同：它的變化周期為10天。以前的研究已經表明，Maia屬於一類表面某些化學元素(比如錳)濃度異常的恆星。為了查明這些東西是否有關聯，研究人員使用赫茨普龍SONG望遠鏡進行了一系列的光譜觀測。

「我們發現，開普勒所觀測到的亮度變化與Maia的大氣吸收錳的強度變化是密切相關的。」研究的合著者——奧胡斯大學恆星天體物理中心助理教授Victoria Antoci博士說道：「我們最終得出這樣的結論：這些變化是由恆星表面的一個大的化學斑點(隨著恆星的自轉，每隔十天，它就會出現在視野之內)引起的。」

「六十年前，天文學家們認為他們看到了幾個小時內Maia的變化，並且認為這是一個全新的類變星，於是他們將它稱為『Maia變星』。」 White說道：「但我們的新的觀測表明，Maia本身並不是一個Maia變星！」

這項研究目前還沒有檢測到系外行星通過的跡象，但研究人員表明，他們的新演算法可以使開普勒和未來的空間望遠鏡(比如系外行星凌日觀測衛星TESS)達到所需的精度。那些附近的明亮恆星便是未來任務以及設備(例如將於2018年末發射的傑姆斯韋伯太空望遠鏡)的最佳目標。

本文譯自 phys，由譯者 Lough 基於創作共用協議(BY-NC)發布。