L2L知識探索網天文速報_20101127_主序星與巨星的重力紅移

　　根據愛因斯坦的相對論，所有的東西－不論質量－都會被重力位能影響。這可以從光線被重力場彎曲的效應證明，但另外一個較輕微的影響，是當光從重力位能井逃出時，必然會損失能量，由於光的能量與波長相關（能量越低波長越長），這會使得光的波長增加－這個過程稱為「重力紅移」。

　　紅移的量與一開始光子所在的位能井深度有關，因此我們可以預測來自主序星光子的重力紅移，會比膨脹的巨星要來的大。一篇最新的研究嘗試以足夠偵測此微小差異的解析度，觀察來自兩種不同星球的光子。

　　之前天文學家便曾經偵測一些緻密天體－像是白矮星－的重力紅移，他們在畢宿星團和昴宿星團中觀測白矮星的重力紅移，與主序星相比較，發現了30-40公里/秒的紅移（紅移的單位雖然以後退的都卜勒速度表示，但重力紅移的原理和我們熟知的都卜勒效應並不相同），中子星的重力紅移則更大。

　　在一篇最新的研究中，由歐南天文台（European Southern Observatory）的天文學家Luca Pasquini所領軍的研究團隊，希望能研究正常密度恆星的重力紅移，他們比較了中等密度的主序星與巨星的紅移值。為了去除掉都卜勒速度的影響，他們觀測的天體是有著相同整體速度的星團，但由於星團中的成員星還是會有隨機的內部速度，他們便將不同種類的恆星取平均值。

　　研究團隊預期發現的差值是在約0.6公里/秒，但當他們分析資料時卻沒有看到這樣的結果，兩種恆星的紅移值，都集中在星團的後退速度33.75公里/秒。

　　Pasquini的解釋是在主序星中，有些藍移的機制會將紅移抵消。像是大氣層中的物質的對流，就有可能會造成藍移現象。他們認為低質量恆星占樣本的大多數，而低質量恆星的對流原本就較其他恆星旺盛，所以才會將預期觀察到的紅移抵消。但對流造成的藍移，是否如此準確地恰巧抵消掉重力紅移的影響？這還有待商榷。

　　最後研究團隊做成的結論是，如此的觀察結果也指出了這種觀測方法的限制。要在這麼多不同族群的恆星中，查覺如此微小的差異，並不是件簡單的工作。他們建議將來的研究可以只針對某一小群特別的恆星做比較，以避免這種效應發生。

Editor: Seline

新聞來源：Universe Today
http://www.universetoday.com/80353/gravitational-redshifts-main-sequence-vs-giants/#more-80353