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)
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,美丽的螺旋结构,让许多星学家为此着迷。中研院金孝宣博士(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而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,细节特征在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,体积比太阳大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。原本在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的模式,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的课题。