天文學(xué)家對古代球狀星團(tuán)進(jìn)行首次精確距離測量

使用NASA / ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家首次精確測量了宇宙中最古老物體之一的距離 - 一個(gè)名為NGC 6397的球狀星團(tuán)，是距離地球最近的星團(tuán)之一。新測量設(shè)定NGC 6397距離7,800光年遠(yuǎn)，誤差率僅為3%，甚至可以對宇宙年齡進(jìn)行獨(dú)立估算。

當(dāng)您想知道房間的大小時(shí)，可以使用卷尺來計(jì)算其尺寸。但是你不能用卷尺覆蓋太空中不可思議的巨大距離。

而且，到目前為止，天文學(xué)家還沒有一種同樣精確的方法來精確測量宇宙中一些最古老物體的距離 - 我們的銀河系盤外的古代星團(tuán)稱為球狀星團(tuán)。

通過將恒星的亮度和顏色與理論模型和當(dāng)?shù)睾阈堑挠^測結(jié)果進(jìn)行比較，可以估算到銀河系球狀星團(tuán)的距離。但這些估計(jì)的準(zhǔn)確性各不相同，不確定性徘徊在10%到20%之間。

使用哈勃望遠(yuǎn)鏡，太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的湯姆·布朗博士和共同作者能夠使用簡單的三角學(xué) - 與測量員一樣古老的希臘科學(xué) - 用于精確測量與NGC 6397的距離，其中一個(gè)離地球最近的球狀星團(tuán)。

他們計(jì)算出NGC 6397的年齡為134億年，因此在大爆炸后不久形成。

“球狀星團(tuán)是如此古老，以至于如果它們的年齡和距離從模型中推斷出一點(diǎn)點(diǎn)，它們似乎比宇宙的年齡更老，”布朗博士說。

準(zhǔn)確到達(dá)球狀星團(tuán)的距離被用作恒星模型中的參考，以研究年輕和年老恒星群的特征。

布朗博士指出：“任何與測量結(jié)果一致的模型都會讓你更有信心將這個(gè)模型應(yīng)用于更遙遠(yuǎn)的恒星。”

“附近的星團(tuán)是恒星模型的錨點(diǎn)。到目前為止，我們只能與銀河系內(nèi)更年輕的疏散星團(tuán)保持準(zhǔn)確的距離，因?yàn)樗鼈兙嚯x地球更近。“

相比之下，大約150個(gè)球狀星團(tuán)在銀河相對較年輕的星盤之外運(yùn)行。

這些球狀，密集的數(shù)十萬顆恒星群是我們銀河系中的第一批自耕農(nóng)。

天文學(xué)家使用三角視差來確定星團(tuán)的距離。由于觀察者觀點(diǎn)的變化，這種技術(shù)可以測量物體位置的微小的明顯偏移。

哈勃測量了由于地球繞太陽運(yùn)動引起的星團(tuán)的明顯微小擺動。

為了獲得與NGC 6397的精確距離，布朗博士及其同事采用了一種創(chuàng)新方法來精確測量脈沖星的距離，稱為造父變星。

這些脈動恒星作為天文學(xué)家可靠的距離標(biāo)記來計(jì)算宇宙的準(zhǔn)確膨脹率。

利用這種稱為“空間掃描”的技術(shù)，哈勃望遠(yuǎn)鏡的寬視場相機(jī)3(WFC3)測量了40顆NGC 6397星團(tuán)的視差，每6個(gè)月進(jìn)行2年的測量。

然后團(tuán)隊(duì)將結(jié)果組合起來以獲得精確的距離測量。

“由于我們正在研究一堆恒星，我們可以獲得更好的測量結(jié)果，而不僅僅是觀察單個(gè)造父變星，”共同作者，約翰霍普金斯大學(xué)和太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的Stefano Casertano博士說。

這些星團(tuán)的微小擺動只是哈勃WFC3相機(jī)的1/100像素，測量精度為1/3000像素。

“如果他們將NGC 6397的哈勃距離測量結(jié)果與ESA的蓋亞空間天文臺即將獲得的結(jié)果相結(jié)合，我們可以達(dá)到1%的準(zhǔn)確度，該天文臺以前所未有的精度測量恒星的位置和距離，”科學(xué)家說。

“調(diào)查中第二批明星的數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí)間是2018年4月。”

布朗博士說：“達(dá)到1%的準(zhǔn)確度將永遠(yuǎn)確保這種距離測量。”