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以行星为食的红巨星可能不那么明亮

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当巨星吞噬巨行星时,它们的星光可能会稍微暗淡一些。这种暗化可能会影响天文学家测量宇宙距离的方式,甚至可能使过去的测量结果受到质疑。
 
天体物理学家Licia Verde说:“你可能会认为这颗行星只是对恒星的一个小扰动。”事实证明并非如此。维尔德和她的同事在3月25日发表在arXiv.org上的一篇论文中指出,这些扰动甚至可能有助于解释为什么对宇宙膨胀速度的估计不一致。
 
当质量与太阳相似的恒星燃烧掉它们核心的大部分氢时,它们的外层就会膨胀,沐鸣平台注册登录官网直到这些恒星的大小是它们原来的数百倍,变成红巨星。在一定的核心密度下,红巨星被认为达到了相同的亮度峰值。
 
这种均匀的亮度帮助天文学家估算宇宙距离。如果不知道一颗恒星的固有亮度,就很难知道它离我们有多远——一颗恒星可能因为离我们很远,或者只是因为太暗,或者两者兼而有之。因为红巨星总是在某一亮度达到峰值,它们可以作为整个宇宙的距离标记,给天文学家提供宇宙地标来测量地球和遥远星系之间的空间。
 
天文学家已经看到了红巨星在膨胀时吞噬附近行星的迹象(SN: 12/21/11)。佛得角和天体物理学家劳尔吉梅内斯大学的巴塞罗那,连同Uffe格Jørgensen,哥本哈根大学的天体物理学家,想知道如果这些行星的饭菜可以改变明星照耀。如果是这样的话,那就意味着红巨星的亮度峰值作为均匀常数的可靠性比之前认为的要差一些。
 
行星改变恒星亮度有几种不同的方式,研究小组推断:如果行星给恒星的核心更多的物质来燃烧,这可能会打开灯光,使恒星看起来比实际距离更近。或者,吃掉一颗行星可能会搅动恒星的外层气体层,使光粒子或光子在恒星大气中更多地反弹。这样逃逸的光子就会减少,恒星就会显得更暗。
 
测试这些场景的计算机模拟将是缓慢而昂贵的。因此,该团队做了一些粗略的计算,看看模拟是否值得。事实上,沐鸣平台登陆线路这些计算表明,摄取一颗行星所产生的额外质量本身并没有太大的影响。但是如果一颗足够大的行星以高速坠入恒星,它可能会搅动恒星的外层,“就像茶杯里的勺子一样,”希门尼斯说。研究小组估计,在这种情况下,恒星的亮度会下降5%。
 
这一微小的变化可能会对宇宙学产生重大影响,特别是对宇宙膨胀率的估计——一个被称为哈勃常数的数字。为了测量哈勃常数,天文学家需要精确地知道由于宇宙膨胀,宇宙中的物体后退的速度有多快,以及这些物体实际上离地球有多远。
 
因此,天文学家们将已知光度的物体称为“标准烛光”,以帮助确定宇宙的距离。红巨星就是一个例子;被称为造父变星的超新星和恒星也属于此类。
 
但是使用不同蜡烛的测量结果导致了对哈勃常数的不同估计。另一种方法利用宇宙早期物质分布的细节,给出了另一个哈勃常数值。这些差异导致了宇宙学上的危机:要么是一些测量结果是错误的,要么是宇宙在早期的表现与今天不同。这将意味着长期以来关于宇宙如何形成和演化的观点可能需要修正(SN: 7/30/19)。
 
“人们相信(这种不匹配)可能是新物理学的一个标志,”希门尼斯说。“这是兴奋。”
 
芝加哥大学的宇宙学家温迪·弗里德曼使用红巨星来测量哈勃常数,沐鸣注册登录她认为需要更详细的研究来弄清楚行星餐是否会对哈勃常数造成影响。她指出,即使有些恒星因为吞噬了一颗行星而亮度降低,但如果同样的事情发生在每个星系,也不会有什么不同。
 
天文学家还在一个星系中使用造父变星和红巨星来测量该星系与地球的距离,这两种方法给出了相同的答案。这表明宇宙学家可能不需要担心吞噬行星后的红星变暗。
 
弗里德曼说:“你从现有的观察中得到的理论成分和约束表明,目前这还不是一个严重的问题。”