利用恒星发生的地震：终于确定银河系“圆盘”的年龄为100亿岁

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开普勒望远镜收集的数据，为一个天文之谜提供了解决方案，NASA开普勒太空望远镜记录到的恒星地震，帮助回答了一个长期存在关于银河系“圆盘”年龄的问题。现在在《皇家天文学会月刊》期刊上发表的一项研究中，由澳大利亚ARC全天空天体物理三维卓越中心(ASTRO-3-D)的研究人员，带领一个由38名科学家组成的团队使用来自开普勒望远镜收集的数据，计算出银河系的该圆盘大约有100亿年历史。

来自ASTRO-3-D和澳大利亚悉尼大学的主要作者Sanjib Sharma博士表示：这个发现无疑澄清了关于银河一个谜。早期关于圆盘中恒星年龄分布的数据与为描述它而构建的模型不一致，但没有人知道错误在哪里——数据或模型。现在天文学家非常确定已经找到了。银河系和许多其他螺旋星系一样，由两个圆盘状结构组成，称为厚结构和薄结构。这个厚厚的圆盘只包含了银河系总恒星的20%左右，根据它的垂直膨胀度和组成，被认为是两颗恒星中年龄较大的一颗。

为了找出到底有多老，天文学家们使用了一种名为星震学的方法：一种通过测量恒星地震的振荡来识别恒星内部结构的方法。来自ASTRO-3-D和新南威尔士大学的合著者Dennis Stello副教授解释道：地震在恒星内部产生声波，使它们响起或振动。产生的频率告诉我们关于恒星内部属性的事情，包括他们的年龄。这有点像通过听小提琴发出的声音来识别小提琴是斯特拉迪瓦里小提琴。这种年龄测定能研究人员基本上回顾时间，并辨别宇宙历史上银河系形成时的那个时期。

这种做法被称为银河考古学，但并不是说研究人员实际上听到了恒星地震产生的声音，取而代之的是寻找内部运动如何反映在亮度的变化中。恒星只是充满气体的球形仪器，但它们的振动很小，所以必须非常仔细地观察。开普勒望远镜进行的精细亮度测量非常适合这种情况，望远镜非常灵敏，当跳蚤经过时，它可以探测到汽车前灯的暗淡。2009年发射后的四年里，开普勒望远镜提供的数据给天文学家带来了一个问题：这些信息表明，圆盘中有更年轻的恒星，比模型预测的要多。

科学家面临的严峻问题是：是模型错了，还是数据不完整？然而，在2013年，开普勒发生故障，NASA对其重新编程，使其在减少能力的情况下继续工作——这段时间被称为K2任务。这个项目涉及到一次对天空许多不同部分进行80天的观察。这些数据的第一部分为夏尔马博士和来自麦格理大学、澳大利亚国立大学、新南威尔士大学和西澳大利亚大学的同事们提供了丰富的新来源。美国、德国、奥地利、意大利、丹麦、斯洛文尼亚和瑞典的其他机构也加入了他们的研究分析。

一项新的光谱分析表明，厚盘中恒星的现有模型中，包含的化学成分是错误的，这影响了对它们年龄的预测。考虑到这一点，研究人员发现，观测到的星震数据现在与模型预测“非常吻合”。这些结果为星震学估计年龄的分析能力提供了强有力的间接验证。来自K2的更多数据仍有待分析，结合NASA凌日系外行星调查卫星(TESS)收集的新信息，将导致对圆盘内更多恒星年龄的准确估计，这将有助于我们解开银河系的形成历史。

博科园｜研究/来自：Science in Public
参考期刊《皇家天文学会月刊》
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