双星轨道原来是椭圆! 中研院完美解密飞马座螺旋

研究团队与Nature Astronomy三月号封面合影。(图/翻摄中研院网站

生活中心综合报导

飞马座在希腊神话中是一匹英姿焕发的骏马,其中的LL星(LL Pegasi)更因为拥有双星系统美丽螺旋结构,让许多星学家为此着迷。中研院金孝博士(Dr. Hyosun Kim)主导的国际团队以创新方法推导出其为椭圆轨道的双星系统,本论文获发表于三月号Nature Astronomy,并跃登该期封面故事

金孝宣是天文及天文物理研究所的博士研究员,他以先进的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列望远镜(简称ALMA)取得影像首度突破双星系统因周期太长无法直接测量轨道形状的天文难题。他表示,观测极精细地呈现出飞马座LL星外围螺旋壳层的三维几何结构,细节特征理论里都能得到非常满意的解释,但更兴奋的,是清楚看到这样「美丽的螺旋壳层(spiral-shell)影像」。

飞马座LL星不断喷发的气体物质,在ALMA 影像呈现螺旋壳层状图案特征,此星距离地球约3400光年远,体积太阳大200倍,正处于恒星演化晚期,科学家称之为「红巨星」。在天体现象中,双星系统如果以圆形轨道绕行并交互作用,周围的拱星(circumstellar)气体便会显现此特征。原本哈伯太空望远镜观测到的影像其实是3维结构投影在 2维上,现在因为有了ALMA的数据,得以看到3维立体结构的完整呈现。

▲飞马座LL星。(图/翻摄中研院网站)

ALMA是由66个电波天文望远镜组成的阵列,为有史以来最大规模的地面型天文望远镜计划,其解析能力和一座直径达16公里的望远镜不相上下,可达哈伯太空望远镜的10倍。研究团队发现螺旋壳层的外观清楚地呈现分岔,观测后得出结论认为,此双星系统具备特别长的椭圆轨道,是气体分布这么特殊的成因。金孝宣说,「引人注目的螺旋壳层图案仿佛是大自然留下的清楚讯息,揭开中心恒星如何运动的真相,是天文学家迎接的挑战。」

天文所自2005年开始参与ALMA计划,以实质参与取代部分经费投资模式,派出工程与科学团队参与阵列的建造、测试及科学运转。ALMA望远镜也将采用中研院天文所研发之接收机,提供天文学家观测研究各项关键性课题