開普勒望遠鏡收集的數據，為一個天文之謎提供了解決方案，美國宇航局開普勒太空望遠鏡記錄到的恆星地震，幫助回答了一個長期存在關於銀河系「圓盤」年齡的問題。現在在《皇家天文學會月刊》期刊上發表的一項研究中，由澳大利亞ARC全天空天體物理三維卓越中心(ASTRO-3-D)的研究人員，帶領一個由38名科學家組成的團隊使用來自開普勒望遠鏡收集的數據，計算出銀河系的該圓盤大約有100億年歷史。
來自ASTRO-3-D和澳大利亞雪梨大學的主要作者Sanjib Sharma博士表示：這個發現無疑澄清了關於銀河一個謎。早期關於圓盤中恆星年齡分布的數據與為描述它而構建的模型不一致，但沒有人知道錯誤在哪裡——數據或模型。現在天文學家非常確定已經找到了。銀河系和許多其他螺旋星系一樣，由兩個圓盤狀結構組成，稱為厚結構和薄結構。這個厚厚的圓盤只包含了銀河系總恆星的20%左右，根據它的垂直膨脹度和組成，被認為是兩顆恆星中年齡較大的一顆。
為了找出到底有多老，天文學家們使用了一種名為星震學的方法：一種通過測量恆星地震的振蕩來識別恆星內部結構的方法。來自ASTRO-3-D和新南威爾斯大學的合著者Dennis Stello副教授解釋道：地震在恆星內部產生聲波，使它們響起或振動。產生的頻率告訴我們關於恆星內部屬性的事情，包括他們的年齡。這有點像通過聽小提琴發出的聲音來識別小提琴是斯特拉迪瓦里小提琴。這種年齡測定能研究人員基本上回顧時間，並辨別宇宙歷史上銀河系形成時的那個時期。
這種做法被稱為銀河考古學，但並不是說研究人員實際上聽到了恆星地震產生的聲音，取而代之的是尋找內部運動如何反映在亮度的變化中。恆星只是充滿氣體的球形儀器，但它們的振動很小，所以必須非常仔細地觀察。開普勒望遠鏡進行的精細亮度測量非常適合這種情況，望遠鏡非常靈敏，當跳蚤經過時，它可以探測到汽車前燈的暗淡。2009年發射後的四年里，開普勒望遠鏡提供的數據給天文學家帶來了一個問題：這些信息表明，圓盤中有更年輕的恆星，比模型預測的要多。
科學家面臨的嚴峻問題是：是模型錯了，還是數據不完整？然而，在2013年，開普勒發生故障，美國宇航局對其重新編程，使其在減少能力的情況下繼續工作——這段時間被稱為K2任務。這個項目涉及到一次對天空許多不同部分進行80天的觀察。這些數據的第一部分為夏爾馬博士和來自麥格理大學、澳大利亞國立大學、新南威爾斯大學和西澳大利亞大學的同事們提供了豐富的新來源。美國、德國、奧地利、義大利、丹麥、斯洛維尼亞和瑞典的其他機構也加入了他們的研究分析。
一項新的光譜分析表明，厚盤中恆星的現有模型中，包含的化學成分是錯誤的，這影響了對它們年齡的預測。考慮到這一點，研究人員發現，觀測到的星震數據現在與模型預測「非常吻合」。這些結果為星震學估計年齡的分析能力提供了強有力的間接驗證。來自K2的更多數據仍有待分析，結合美國宇航局凌日系外行星調查衛星(TESS)收集的新信息，將導致對圓盤內更多恆星年齡的準確估計，這將有助於我們解開銀河系的形成歷史。
博科園｜研究/來自：Science in Public
參考期刊《皇家天文學會月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz2861
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