北回归线的黎明
25-11-10 08:44

@【天体与物理学史上的今天】-公元1920年12月13日的今天,猎户座恒星参宿四的角直径第一次被测量到。1920年,美国首次在猎户座右旋臂上的红超巨星参宿四上测量了一颗恒星的大小,发现该恒星的直径为2.6亿英里-比太阳大150倍。Francis G. Pease博士使用由A. Michelson教授设计的光束干涉仪,在威尔逊山天文台的100英寸望远镜上进行了测量。由于理论计算表明这颗恒星的尺寸异常大,因此选择了作为第一个测试对象。发现参宿四的视直径在 0.043 ~ 0.056角秒。直接干涉仪测量只能用于大型恒星。大多数恒星依靠更间接的方法来确定恒星的大小。
1920年12月13日,美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克耳逊(Albert Abraham Michelson)和美国天文学家弗朗西斯·格拉德海姆·皮斯(Francis Gladheim Pease)第一次测得除太阳外的恒星(参宿四)直径。迈克耳逊发明了天文干涉技术,并在威尔逊山天文台建造了恒星干涉仪,安装在100英寸(2.5米)胡克望远镜上,用来测量参宿四的直径。他们测出参宿四的角直径是0.047",而当时测得参宿四的视差是0.018",由此得出参宿四的直径为2.58天文单位(3亿8400万千米)。相关论文次年以《通过干涉仪测量猎户座α的直径》(Measurement of the Diameter of α Orionis with the Interferometer)为题发表于《天体物理学报》(Astrophysical Journal,ApJ)。此后,测量恒星直径和双星距离占用了迈克尔逊越来越多的时间。
在1950和1960年代在科学上展现出重要的发展,两个同温层望远镜计划和在1958年发表的《恒星的结构和演化》,主要的工作者是密切合作的马丁·史瓦西和普林斯敦大学的理查德·哈林。这本书教导新一代的天文物理学家如何使用初期的电脑技术创建恒星模型,当同温层望远镜计划利用气球将仪器带到大气层之上,克服地球大气湍流,产生一些前所未见的米粒斑和太阳黑子的细致影像,从而证实太阳大气中存在着对流。这两项发展都证明,对我们了解像参宿四这种红巨星的结构,有着意味深长的冲击。
在2000年12月发表的一项研究中,使用红外线空间干涉仪(Infrared Spatial Interferometer,ISI)以中红外线测量,估计出参宿四周边昏暗是55.2 ± 0.5 mas,与迈克逊80年前发现的图完全一致。在他发表的时候,从依巴谷任务估计的视差是7.63 ± 1.64 mas,因此估计参宿四的半径是3.6天文单位。不过,2009年发表的一项红外干涉测量研究宣布,自1993年以来,这颗恒星已经以越来越快的速度萎缩了15% ,但其视星等却没有明显变暗。随后的观测表明,这种明显的收缩可能是由恒星延伸大气层中的壳层活动造成的。
除了恒星的直径之外,参宿四延伸大气层的复动力学也引起了质疑。组成一个星系的质量会随着恒星的形成和毁灭而循环,红超巨星是主要的贡献者,然而质量消失的过程仍然是个谜。干涉测量方法上的最新进展,天文学家可能已经接近此一难题的解答。在2009年7月,欧洲南方天文台释出由甚大望远镜干涉仪(VLTI)获得的影像,显示巨大的羽流气体喷射到周围的距离几乎远达到30天文单位。这相当于太阳与海王星之间的距离,但是这种物质抛射只是发生在周围大气诸多动态中的一种。天文学家发现参宿四周围至少有6种不同的壳层活动。当本世纪开始时,解决恒星演化阶段的质量损失之谜,或许可以揭示这些超巨星突然爆炸的因素。#历史上的今天[超话]#

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