なぜそうシリウス?

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冬の間、オリオンが空高く昇ると、彼の南東に輝く星が輝いています。オリオン座の三つ星が偶然にもほぼ正しい方向を向いていなかったとしても、気付くでしょう。結局のところ、シリウスは夜空で最も明るい星です。



NS どうやら 最も明るい星、私は慎重に追加する必要があります。その一部は、その固有の光度(太陽の約25倍のエネルギーを放出する)によるものですが、さらに重要なのは、それが近いことです。8.6光年の距離で、太陽に7番目に近い恒星系です。

そして、はい、それ システム。 バイナリ 、明確にするために;互いに周回する星のペア。私たちが目で見る星はシリウスAと呼ばれています。仲間のシリウスBは 白色矮星 、以前は通常の星であったものの小さくて密度の高いコアですが、核燃料を使い果たし、その外層を吹き飛ばしました。可視光では非常に暗く、Aの約1万分の1の明るさです。そのため、比較的見づらく、1862年に発見されました。それ以前にその存在が疑われていました。当時でさえ注意深い測定は、シリウスが空で小さな小さな量をぐらつくように見えたことを示しました。それは、シリウスBが互いに軌道を回るときにAを引っ張る重力によるものであることが判明しました。







それから150年以上の間に、私たちはこのペアについて多くのことを学びましたが、私が興味深いと思うのはそれです 正確 測定は途方もなくとらえどころのないものでした。シリウスAはBよりもはるかに明るいため、互いの間隔を測定することさえ困難であることが証明されています。 Bが十分に露出されている写真は、Aを無用に露出しすぎています。

シリウスA(中央、当たり前)とB(左下)のハッブル画像。 Aは約10,000倍明るいです。クレジット:NASA、ESA、H。ボンド(STScI)、およびM.バーストウ(レスター大学)ズームイン

太陽に最も近い連星の1つのハッブル画像:シリウスA(中央)とその白色矮星の仲間B(左下)。 Aは約10,000倍明るいです。クレジット: NASA、ESA、H。ボンド(STScI)、およびM.バーストウ(レスター大学)

難しいですが、不可能ではありません。私の旧友で同僚のハワード・ボンドが率いる天文学者のチームは、かなり長い間シリウスを研究してきました。彼らは、ハッブル宇宙望遠鏡を使用してシリウスを20年近く観察し、2つの星が互いに周回するときの位置を正確に測定しています。彼らはそれを1956年に遡る米国海軍天文台からの測定と組み合わせました…そしてそれだけでなく、彼らは実際にはるか昔からの観測を使用しました 1862年!

このすべての情報で、 彼らはついに2つの星の首尾一貫した絵をつなぎ合わせることができました 、彼らがお互いをどのように周回するか、彼らの身体的特徴は何であるか、そしておそらく最も興味深いことに彼らの歴史は何であるか。





物理的には、シリウスAの質量は太陽の2.06倍であり、白色矮星のシリウスBの質量は1.018太陽質量であることがわかりました。すべてうまくいっていますが、驚くべきのは星のサイズです。彼らは、シリウスAの直径が太陽の1.7144倍であることに気づきました。より大きな星は大きいので、それは理にかなっていますが、シリウスBの直径は太陽のわずか0.008098です。それはそれを約11,270キロメートルの幅にします:地球よりも小さいです!

シリウスBは太陽の質量を持っていますが、地球の大きさです。比較のために、太陽は地球の100倍以上広いです。クレジット:ESAとNASAズームイン

私たちに最も近い白色矮星であるシリウスBは、太陽の質量を持っていますが、地球の大きさを持っています。比較のために、太陽は地球の100倍以上広いです。クレジット: ESAとNASA

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それは濃い星です。それの立方センチメートル(6面のサイコロのサイズ)は、 2.7メートルトン 。満載のピックアップトラックを角砂糖のサイズに粉砕すると、写真が撮れると想像してみてください。さて、公平を期すために、私たちはこれを何十年も前から知っていましたが、これらの新しい測定はこれまでに行われた中で最も正確です。それらは、私たちがこれまで以上に星の物理学を理解するのに役立ちます。

実際、星の質量、サイズ、色、および化学物質含有量のこれらの正確な測定により、天文学者は物理モデルを使用して星の年齢を計算することができました。シリウスAは約2億3700万年から2億4700万年前、シリウスBは2億2800万年前です。両方の測定値の不確かさは十分に大きいため(1,000万年程度)、予想どおり、これらの推定値は互いに一致しています。彼らは一緒に生まれたと推測できます。

シリウスBの軌道

1997年以降のハッブル観測を使用して決定されたAの周りのシリウスBの軌道(実際にはそれらは互いに軌道を回っていますが、これはAに関連して示されています)。縦軸は空の南北、横軸は東西です。赤い点は測定された位置であり、青い円は計算された軌道を使用した同時に位置です。クレジット: ボンド他

2つの星の軌道も面白いです。それらは50。1284年ごとに互いに回転し、明らかに非常に楕円軌道上で12億から47億キロメートル離れています。彼らが最後に最も接近したのは(ペリアストロンと呼ばれる)1994年半ばでした。彼らは今、これまでにないほど遠く離れています。

それ 一部は確かに非常に興味深いものにつながります!シリウスBは、かつては太陽に非常に似ていたが、より重い星の燃え尽きたコアです。それはおそらく5.6太陽質量星としての生活を始めました、 通常の星のトップティアにそれを置く 。 1億3000万年前のように、ヘリウムに融合するためにコア内の使用可能な水素が不足していました。それは赤色巨星に膨らみ、その外層を吹き飛ばしました、そして最終的に残ったのはその密な不活性コア-今日私たちが見る白色矮星だけでした。

しかし、その赤色巨星のステージは私たちを謎に導きます。その質量で、シリウスBは膨らんだでしょう 多く 。地球の太陽までの距離の3倍の幅で、4億5000万から5億キロメートルの距離だった可能性があります。しかし、それは奇妙なことです。当時、シリウスAとBの間の天体周辺の距離は、シリウスBの半径よりも小さかったでしょう。言い換えれば、シリウスBがすべて腫れたとき、 シリウスAはその中にいたでしょう!

これらの種類の星は以前に見られました。私たちはそれらを接触連星と呼びます。通常、ピーナッツの形をした単一の雰囲気を共有するのは2つの星ですが、この場合、Aは実際にはBの内部にあります。*。これは技術的には 共通外層フェーズ 近い連星システムの。しかし、それには影響があります。たとえば、2つの星が楕円軌道で始まる場合、このフェーズはそれを循環させます 速い 。しかし今、2つの星の軌道は非常に長くなっています。それは変です。実際、他の連星系はこのように見られており、共通外層段階の後、軌道が楕円形のままである理由や方法はまったく明らかではありません。

正直言って、これが大好きです。シリウスを自分の目で、双眼鏡で、望遠鏡で何回見たことがありますか?数百?確かに数千人。それでも、夜空で最も明るい星であるにもかかわらず、非常に接近しているにもかかわらず、世界中で、そして歴史を通してシリウスの何万時間もの観測にもかかわらず、それについてはまだ謎が残っています。約 彼ら

ああ、科学。知っておくべきことが常にあるので、私はあなたに飽きることはありません。いつも。

*考えてみると、バイナリAの明るい星と暗い星をBと名付けています。当時。 BはAであり、AはBでした。しかし、これは人間が地球をまたいで望遠鏡を作るずっと前のことでした。また、それらの星は当時私たちから銀河の反対側にあったでしょう。時間は物事を変えます。