对巨星的研究或有助于推测太阳的演化状况

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这项研究开始于1997年，当时的天文学家们开始用帕洛玛山天文台的试验干涉仪（PTI）对巨星进行高精度观测，这台干涉仪本是作为当时即将完工的夏威夷凯克天文台的测试台。天文学家们通过PTI干涉仪一直在收集巨行星的观测数据直到其于2008年停运。在那之后，天文学家们便利用洛厄尔天文台的望远镜继续收集数据，同时也有一些业余天文爱好者参与其中。

来自洛厄尔天文台的天文协会成员Gerard van Belle是研究的主要负责人，他不仅是干涉测量领域的专家，也是海军精密光学干涉仪的首席科学家。这项研究被发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上，文章标题为“Direct Measurements of Giant Star Effective Temperatures and Linear Radii: Calibration against Spectral Types and V-K Color”（“对巨星有效温度和线性半径的直接测量：对光谱种类和V或K色的校准”）。

巨星与主序星或矮星不同，它们内核中可用于核聚变的所有氢元素都已消耗殆尽，因此偏离了主序带。与拥有相同温度的主序星或矮星相比，巨星的亮度更高，半径更大。它们的亮度甚至是太阳的几十到几千倍，半径也比太阳大几百倍，而比巨星亮度更高的恒星则被称为超巨星和特超巨星。

Pollux是一颗橙色的巨星，位于双子星座。它是离太阳最近的一颗巨星。图中展示了Pollux与太阳的相对大小关系。（图片来源：Omnidoom 999）

这并非天文学家首次对巨星进行详细的研究。2003年研究人员就曾用威尔逊山天文台的Mark III恒星干涉仪对85颗巨星经行了观测。相比而言，这次研究不仅观察的恒星数量更多，测量精确度也比以往更高。由于PTI干涉仪可以高效率、半自动地搜索信号，它可以在任意指定时间收集大量夜空中来自恒星边缘的能见度数据。除此之外，它可以在其他观测任务间隙收集数据。Van Belle曾在新闻稿中说：“就观测的恒星数量而言，其他研究项目的规模充其量只有这个项目的一半。” 在此项目中，恒星温度测量的精确度比以往更高，高至两到四倍。van Belle解释说：“这就意味着，如果你告诉我一颗恒星的颜色或是它所属的恒星类型，我可以自信地说出它的温度。”

此项目的研究价值也体现在诸多方面，例如对于系外行星的研究，每当天文学家发现一颗系外行星时，都几乎可以通过它所环绕的恒星来确定有关这颗系外行星的所有信息。例如，通过对恒星质量、亮度和大小等特征的研究可以帮助我们推断所观测行星的质量、大小和密度等特征。因此，对恒星的测量越精确，则对行星的测量也就越精确。

在NASA/ESA哈勃太空望远镜拍摄的这张照片中，CW Leonis并不是这项研究的一部分，它从厚厚的尘埃笼罩深处发出光芒。CW Leonis位于狮子座，距离地球大约400光年，是一颗碳星——一颗具有富含碳的大气层的发光型红巨星。吞噬这颗垂死的恒星的浓密的尘埃云是在CW Leonis的恒星外层被抛向虚空时所产生的。（图片来源：ESA/Hubble&NASA,T.Ueta,H.Kim）

这项研究还有助我们推测太阳的演化状况。根据天文学家的预测，太阳最终将演化成为一个红巨星，其体积会膨胀到吞噬水星和金星，也许还有地球。但对于这个过程以及之后演变成的巨星，仍然有很多未知的地方。我们还不清楚其膨胀的级数，根据估计，可能为其目前大小的10到100倍。这项研究的数据不仅将帮助天文学家了解太阳膨胀时的景象，同时也将有助于解释太阳当前阶段的运行状况。

作者：Evan Gough

翻译：范嘉豪

审校：董子晨曦

引进来源：Universe Today

本文来自：中国数字科技馆