開普勒衛(wèi)星以發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆系外行星而聞名，開普勒衛(wèi)星連續(xù)而細致地測量超過50萬顆恒星的亮度，以獲取凌日系外行星的信號。不太為人所知的是開普勒衛(wèi)星對恒星天體物理監(jiān)測計劃的革命性貢獻，特別是對恒星振蕩的研究。

我們的太陽，自20世紀60年代以來就一直被認為會表現(xiàn)出恒星振蕩，這類似于鐘的鈴聲，因為恒星自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力波圍繞著表面循環(huán)，可以通過分析振蕩來揭示恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細節(jié)。

紅巨星在正常的氫燃燒完成后處于恒星演化階段，并且直徑已經(jīng)膨脹，這一點特別令人感興趣，因為它們表面的振蕩比較小恒星更慢，振幅更大，因此更容易測量。然而，在太空望遠鏡出現(xiàn)之前，即使是對紅巨星這種測量也只在少數(shù)幾個物體上取得了成功，此后，開普勒和科羅特任務測量了數(shù)千顆紅巨星的恒星振蕩。開普勒任務發(fā)現(xiàn)了一類新雙星，當它的同伴經(jīng)過附近時，表面(和它的光曲線)顯示出潮汐扭曲的證據(jù)，這些系統(tǒng)被稱為“心跳”星。

畸變形態(tài)可以用來幫助細化雙星軌道的細節(jié)，即使伴星沒有遮擋主星而讓我們的視線觀測到，一些具有類似太陽振蕩的紅巨星也是心跳星，結(jié)合速度測量，可以非常詳細地描述這些系統(tǒng)的特征。KIC-3890星就是這樣一個雙星系統(tǒng)。它包含一顆紅巨星和一顆M矮星，在一個高度偏心的153天軌道上，開普勒對它幾乎連續(xù)觀測了近四年。CFA天文學家Allyson Bieryla和Dave Latham是一個團隊的成員，他們用一組新合成模型分析了恒星振蕩。

研究確定這顆紅巨星的質(zhì)量為1.04太陽質(zhì)量到6%以內(nèi)，其半徑為5.8日半徑到3.4%以內(nèi)，而伴星是一顆M矮星，其質(zhì)量為0.23太陽質(zhì)量，半徑為0.256太陽半徑，具有更小的不確定性。由于恒星振蕩會隨著恒星年齡的增長而演化，因此天文學家可以將紅巨星的年齡以及系統(tǒng)年齡確定為90億年左右，不確定度約為25%。通過凌日測光、徑向速度觀測和星震學的結(jié)合使得能夠?qū)t巨星原生和M矮星伴星進行詳細的表征，以及潮汐相互作用和系統(tǒng)的幾何形狀。

博科園｜研究/來自：哈佛史密森尼天體物理中心

參考期刊《皇家天文學會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz1185

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