尘埃遮掩了双子座的玉足

翻译：韩佳安

校对：王茸 王婧彧 

审阅：林钰然 王清山

美编：徐玖坤

后台：胡永葳

天文学家在一项新的研究报告中说，在双子座中，一个巨大的尘埃盘可能围绕着一颗恒星双子座η（Propus，肉眼可见）的伴星。该圆盘的结构类似另一个围绕御夫座ε 星运行的圆盘。它的发现部分归功于业余观测者们。 

双子座η是一颗 3 等红巨星，是双子座中北河二（双子座α）的“脚”。由于缓慢的脉动，这颗恒星显示出半规则的亮度变化，周期为 230 天左右。1887 年，Sherburne Burnham 发现了一个 6 等的伴星，每 470 年绕这颗巨星运行一次，目前两颗恒星间隔为 1.8 角秒。

然而，新发现的尘埃盘围绕着距离更近的双子座η的伴星。这颗伴星肉眼不可见。科学家借助多普勒效应，于 1901 年首次从摆动的初级光谱线的周期性变化中推断出它的存在。

哈佛和史密森尼天体物理中心的Guillermo Torres 和 Kristy Sakano分析了双子座η 11.5 年的光谱数据，这些数据是用马萨诸塞州橡树岭天文台和亚利桑那州惠普尔天文台的 1.5 米望远镜获得的。结合 1930 年代和 1940 年代的数据，这些观测结果精确地测量了双子座η及其伴星的轨道周期：2,979 天（8.2年）。这对双星的轨道较为椭圆，偏心率为 0.55。

Torres和Sakano利用这些信息和其他信息推导出恒星的主要特性，得出的结论是：主恒星是一颗膨胀恒星，体积为太阳的 275倍、光度为10,000倍光度、质量为5.1 倍。伴星明显更小，大约是2 倍太阳质量，1.65倍太阳直径。该结果已在皇家天文学会月报上发表。

“我真的很喜欢这篇论文，”NASA的Steve Howell说。“它研究了一个有趣且不寻常的双星系统的基本物理学规律，几乎完美。”

但这个故事有一个有趣的转折。 除了上面提到的半规则变化，业余爱好者发现了恒星会以8.2年为周期变暗大约半个星等。尽管一些专业天文学家仍不相信，这颗伴星似乎每绕双子座η一圈都会遮住它一次。

凭借能够准确预测掩食时间的精确轨道，Torres 和 Sakano 分析了过去几十年美国变星观测者协会 (AAVSO) 和法国、英国、日本类似组织发布的数万个亮度估计值。他们写道：“我们发现了许多光极小值接近预测掩食时间的实例。”“这无疑证明了双子座η被掩食的事实。”

然而，观测到的掩食过程持续了大约五个月。考虑到伴星的大小和公转速度，仅靠它不可能产生如此持久的遮蔽。不可否认的结论是，伴星一定是被一个巨大的吸光材料盘包围着，其直径至少为2.25亿公里（日地距离的1.5倍）。

天文学家还发现了其他一些由相对较长周期的伴星环绕的巨星，这些伴星也被巨大的尘埃盘包围，最著名的例子是御夫座ε，它的轨道周期为27.1年。除了御夫座ε和双子座η，Torres 和 Sakano还列出了其他九个，包括仙王座EE和 TYC-2505-672-1，周期分别为 5.6 年和 69.1 年。参与御夫座ε研究的Howell列出了另外两个：蛇夫座XX和射手座的AS 325。

“我相信Torres和Sakano做得很好，我认为围绕第二颗伴星运行的大尘埃盘的构想是正确的，”Howell说。双子座η的圆盘可能和其他系统中的一样，由快速演化和脉动的红巨星喷出并被伴星捕获的物质组成。“因此，我相信这些系统可能非常普遍，但需要像本文这样的监测工作以及变星观测者的巨大长期努力才能发现。”

毫无疑问，双子座η未来的掩食将被仔细观察。 如果你想帮助解开这颗恒星的秘密，请在你的日历上做个标记：下一次掩食将在 2028 年 10 月下旬至 2029 年 3 月上旬之间上演，预计食甚将发生在 2029 年 1 月 1 日。

文章来源：

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/dusty-disk-discovered-in-the-twins-foot/