通過小行星遮掩遙遠的恆星來確定恆星的直徑_風聞

恆星因為距離我們太遠，所以在夜空中它們只是一個光點。即使使用最強大的望遠鏡，它們看起來依然是個光點。相對於距離來説，它們的直徑實在是太小了，所以如何獲得恆星的準確直徑一直是個難題。

最近一個合作研究項目找到了一種辦法可以精確測量出一些恆星的直徑。

他們利用小行星掩星現象，使用一個獨特的望遠鏡測量出了兩顆遙遠恆星的直徑，其中一顆還是迄今為止確定的最小恆星，它的直徑只有太陽的兩倍。

掩星是指當一個天體在另一個天體與觀測者之間通過時產生的遮蔽現象，一般遮掩者相較於被遮掩者的視面積要大。如果相反則稱為“凌”，如金星、水星掠過太陽表面的現象。其實日食也可以認為是一種月掩星現象。

通過觀測掩星現象發生的過程可以揭示出遮掩者或被遮掩者的很多信息，比如1977年天王星的一次掩星過程就讓天文學家發現了天王星闇弱的光環。

小行星遮擋遙遠恆星產生的衍射現象

利用小行星對遙遠恆星的遮掩，可以測量恆星的直徑，可是這種方法難度很高，可測量的恆星很少。首先這種掩星現象發生的過程非常短暫，並且恆星的亮度變化微弱到難以察覺。為了捕捉到這個過程，研究人員使用了“超高能輻射成像望遠鏡陣列系統”，簡稱為VERITAS的四台特殊望遠鏡。

VERITAS - Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System

VERITAS本用於探測來自宇宙中的高能伽馬射線，每個單元直徑12米，由350個獨立的鏡子組成。這個陣列能探測到來自宇宙的伽馬射線與地球大氣層相互作用產生的極其微弱且快速的切侖科夫閃光。現在研究人員也用它來檢測小行星遮擋遠處恆星的過程。

雖然掩星現象經常發生，但像日食一樣，不是在地球上任何位置都能看到的，小行星遮掩恆星投射出的陰影很小，只落在地球上一個微小的範圍內。因此有些研究掩星的天文學家使用可移動的望遠鏡去追蹤這種現象。

但是VERITAS所在的亞利桑那弗雷德惠普爾天文台無法移動，研究團隊必須等待掩星發生，只有當掩星陰影恰好落在這個區域時才能得到觀測數據。

研究者確定的第一個目標是恆星TYC 5517-227-1，距離我們2674光年。它於2018年2月22日將被直徑60公里的1165號小行星Imprinetta遮掩。事前根據對小行星軌道的計算，掩星現象的陰影有一半可能會落在天文台所在地區。但是小行星太小且不規則，大小和軌跡存在不確定性，誰也不敢保證。

幸運的是，從VERITAS每秒拍攝的300張圖像中顯示出Imprinetta果然在恆星前面通過了。經過對這些圖像數據的分析，研究人員確定這顆恆星的直徑約為太陽的11倍。這説明它是一顆紅巨星，處於其演化週期的晚期階段，外層物質已經膨脹並冷卻下來。

幾個月後的5月22日，88公里寬的小行星佩內洛普（Penelope ）從恆星TYC 278-748-1前面掠過。這顆恆星距離我們約700光年。觀測數據表明TYC 278-748-1只有太陽直徑的2.17倍，歸類為G型矮星，即黃矮星，跟我們的太陽一個類型。目前在我們確定直徑的恆星中，它是最小的。

測量出恆星的直徑，可以揭示出很多有關恆星的寶貴信息。一顆恆星有多大、有多熱能夠告訴我們它是如何誕生的，它會發光多長時間，以及它最終會如何消亡。

之前也有一些恆星的直徑是通過類似的方法測量出來的，例如利用月球掩星。或者使用一種稱為干涉測量法的技術，該技術結合兩個或更多望遠鏡獲得更高的角分辨率。大多數恆星的直徑不是直接測量的，而是根據光譜（温度）和亮度等屬性估算出來的。

這個研究團隊表示，使用VERITAS觀測小行星掩星，比月球掩星法準確10倍，比干涉測量法準確兩倍。使用這種方法，未來還可以測量出更多、更小的恆星直徑。這些觀測結果及技術手段將幫助天文學家為一個特定的恆星列表建立精確數據。

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觀察者：@酆都御史 | 微信公眾號：大好山水中人 | 頭條號：心繫宇宙天地寬