类星体打破了物理规律 织女星 织女星-星体介绍,织女星-物理特性

织女一又称为织女星或天琴座α(英语:Vega, α Lyrae)是天琴座中最明亮的恒星,在夜空中排名第五,是北半球第三明亮的恒星,仅次于天狼星和大角星。它与大角星及天狼星一样,是非常靠近地球的恒星,距离地球只有25.3光年;它也是太阳附近最明亮的恒星之一。在古代汉民族的“牛郎织女”神话中,织女为天帝孙女,故亦称天孙。 天文学家对织女星进行过大量的研究,因此它“无疑是天空中第二重要的恒星,仅次于太阳”。织女星大约在西元前12,000年曾是北半球的极星,并且在13,727年会再度成为北极星,届时它的赤纬会达到+86°14'。织女星是太阳之外第一颗被人类拍摄下来的恒星,也是第一颗有光谱记录的恒星。它也是第一批经由视差测量估计出距离的恒星之一。织女星也曾是测量光度亮度标尺的校准基线,是UBV测光系统用来定义平均值的恒星之一。在北半球的夏天,观测者多半可在天顶附近的位置见到织女星,且视星等接近0等,因此仍有一些专业与业馀的天文学家会以织女星作为光度测定的标准。

织女星_织女星 -星体介绍

织女星是一个椭球形的恒星,北极部分呈淡粉红色,赤道部分偏蓝。因其自转速度较快(经测定,织女星每12.5小时自转一周),所以整颗恒星呈扁平状,赤道直径比两极大了23%。它位于赤经: 18h36m56.3s赤纬: +38°47m1.0s(J2000年)

织女星的直径是太阳直径的2.26(半短轴)2.78(半长轴)倍,体积为太阳的33倍,质量为太阳2.1倍,表面温度为9600℃,呈青白色。它是北半球天空中三颗最亮的恒星之一,距离地球大约25.3光年。

通过把核心内的氢,聚变成氦来发光发热。此外,织女星的质量为太阳的2.1倍,由于质量越高的恒星,其消耗燃料的速度也较快,织女一每秒放出的能量相当于太阳的37倍,因此织女星的寿命仅为10亿年,即太阳寿命的十分之一。织女星当前的年龄大约是4亿5500万年,已经快要超过它在主序星阶段寿命的一半。织女星脱离主序星阶段后,将变成一颗M型的红巨星并失去大部分质量(届时我们将可以看到织女星呈橙红色且亮度和金星差不多),最终成为一颗白矮星。


织女星

它是天琴座最亮的星,织女星和附近的几颗星连在一起,形成一架七弦琴的样子,西洋人把它叫做天琴座。它以每秒14公里的速度移近太阳。1.3万多年以前,织女星曾经是北极星,由于地轴的进动,北极星是小熊座α星。然而,再过1.2万年以后,织女星又将回到北极星的显赫位置上。经科学家推算,在大约公元14000年前后,北天极将指向织女星,届时织女星将取代少卫增八(仙王座γ星)成为北极星,南极星也将移到天空中的第二亮星“老人星”位置。(在公元4000年左右,少卫增八将取代小熊座α星成为北极星)

在织女星的旁边,有四颗星星构成一个小菱形。传说这个小菱形是织女织布用的梭子,织女一边织布,一边抬头深情地望着银河东岸的牛郎(河鼓二)和她的两个儿子(河鼓一和河鼓三)。

现代天文观测表明,整个太阳系正以每秒19公里的速度向着织女星附近的方向奔去。


织女星周围岩屑盘的中红外线影像。

有新闻报道,织女星以每秒19千米速度向一个黑洞绕行。

织女星是全天第五亮星,在大角星之后。在北半球的夏天,织女星多可在天顶附近的位置见到,距地球26.5光年。

织女星与位于天鹰座的河鼓二(牛郎星),及天鹅座的天津四,组成著名的“夏季大三角”。如果把它看作是一个直角三角形,那织女星便是构成直角的星星。

织女星在古埃及被称作“秃鹫星”。在1801年约翰.波德(Johann Bode)设计的这张星图上,我们可以十分清楚的看到这只秃鹫。

织女星_织女星 -物理特性


织女星

织女星的光谱型为A0V,是一颗主序星,颜色为白中透蓝,其核心正在发生氢变成氦的核聚变。由于大质量的恒星比小质量的恒星核聚变更快,所以织女星停留在主序星的时间只有约10亿年,只有太阳的十分之一。将变成一颗M型的红巨星并失去大部分质量,最终成为一颗白矮星。织女星质量超过太阳的2倍,实际光度为太阳的37倍。织女星可能是一颗盾牌座δ变星,光变周期约为0.107天。

织女星核心产生的能量来自于碳氮氧循环(CNO循环),这是一种以碳、氮、氧原子核为中介,把质子聚合为氦的核聚变过程。进行该核聚变过程需要大约1500万度的高温, 高于太阳核心温度,也比太阳的质子-质子链反应效率还高。CNO循环对温度高度敏感,紧邻的对流层将核心区聚变反应产生的“灰”均匀散布,对流层外围是辐射层,最外层则是大气层。这与太阳形成鲜明的对照:太阳的中心是辐射层,其外复盖的是对流层。

天文学家已经对照“标准光源”对织女星的能量通量进行精确地测量。这颗恒星在波长为5480 Å的波段光通量为3,650Jy,误差范围2%。氢的吸收光谱线在织女星的可见光谱中占据主导地位,特别是在电子主量子数n=2的巴耳末系。 其他元素的谱线相对来说比较微弱,其中比较强烈的谱线是电离的镁、铁、钙线。 织女星的X射线辐射很微弱,这表明织女星的日冕肯定很微弱甚至不存在。因为织女星的极点朝向地球,所以极区日冕洞可能存在。天文学家可能难以证实日冕确实存在,因为许多X射线并不会随着可见光一起被恒星发射出去。

南比戈尔天文台(Observatoire du Pic du Midi de Bigorre)的一个天文学家小组使用磁分光偏振法侦测到织女星的表面存在磁场,这是天文学家首次在A型光谱型恒星、而不是Ap和Bp星这类化学丰度特殊的特殊星上侦测到磁场。其磁场视线方向的平均磁通量为?0.6±0.3高斯 与太阳表面的平均磁场强度相当。织女星的磁场约为30高斯,而太阳约为1高斯。

自转

天文学家曾使用过干涉仪来精准测量织女星半径,结果显示它的半径为太阳半径的2.73±0.01倍。这个数值比天狼星的半径还大60%,但是恒星模型显示它应该只比天狼星大约12%,天文学家认为这是因为我们观测到高速旋转的织女星极区。高分辨率天文中心(CHARA)干涉仪在2005年至2006年之间的观测证实了这项推论。

织女星的自转轴与地球观测者的视线夹角不会超过5°。这颗恒星赤道附近的恒星自转速率约为274公里/杪(相当于自转周期为12.5小时),已达到因离心力效应而解体的速率上限93%。快速自转导致织女星形状明显变扁,赤道半径比极半径大23%。(织女星的极半径为2.26±0.02倍太阳半径,赤道半径为 2.78±0.02倍太阳半径。)地球上观测者的视线几乎正对着它的极区,因此织女星看起来比较大。

织女星的两极地区重力加速度大于赤道地区,所以天文学家根据冯・塞佩尔定理推断两极地区的光度也比赤道地区高。这种情况可以从恒星表面有效温度的变化上观测到:极区温度高达1万K,而赤道区域约为7,600K,所以赤道面的亮度仅为极区的一半。这种情况导致强烈的重力昏暗效应:相对于普通的基本球对称恒星而言,如果从极区方向观测织女星,它会比预期的还要黑暗。温度梯度还意味着赤道周围可能存在对流区,而其馀的大气层基本都处于辐射平衡。

假如织女星是一颗普通球对称且缓慢自转的恒星,那么按当前测定的距离来说,它的绝对光度将是太阳的57倍,远大于同等质量普通主序星的绝对光度。实际上织女星的绝对光度约为太阳的37倍,而天文学家发现高速旋转现象解决了这个矛盾。

因为织女星长久以来都是望远镜标定的标准星(视星等≈0),高速旋转的发现可能将挑战那些将织女星视为普通球对称恒星的推论。随着其自转速度、自转轴倾角的确定,天文学家可望改进仪器的校准精度。

元素丰度

天文学家把原子量比氦更大的元素称为“金属”。织女星光球层的金属丰度只有太阳大气层金属丰度的32%。(跟织女星一样,天狼星的金属丰度也只有太阳的三分之一。) 太阳的金属丰度(即比氦更重的元素丰度)约为ZSol = 0.0172 ± 0.002。从丰度上来说,织女星只有0.54%的组成元素比氦更重。

因为金属含量异常的低,所以织女星是一颗牧夫座λ型星。然而光谱型A0-F0恒星为何出现如此罕见的化学组成仍旧是个未知数,可能这些化学成份已经扩散出去或恒星质量下降所造成的,虽然恒星模型显示这种情况通常只发生在恒星的氢燃烧阶段末期。这颗恒星诞生于金属含量异常低的气体尘埃等星际物质中则是另一种可能的原因。

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天文学家观测到织女星的He/H比例为0.030 ± 0.005,这比太阳低约40%,可能是由于其表面附近的氦对流层消失所引起的。能量传递被辐射层所取代可能导致这种与扩散作用大不相同的异常情况。

运动学

恒星的径向速度是该恒星沿着地球视线方向的运动分量。当织女星远离远离地球时,从织女星发出的光线频率会降低(偏向红色);当它逐渐接近地球时,频率则会升高(偏向蓝色),因此天文学家可以借由测量恒星光谱的红移或蓝移量来计算恒星运动速度。天文学家对织女星的精确测量表明其红移值为?13.9 ± 0.9 公里/秒,负号表示其相对运动朝向地球。

恒星的自行会使得恒星相对于更遥远的背景恒星位置产生变化。天文学家对织女星的精确测量显示它的自行为:赤经方向202.03±0.63毫弧秒/年,赤纬方向287.47±0.54弧秒/年。 织女星的总自行为327.78 弧秒/年,所以它的位置在11,000 年之内会移动一度之多。

织女星在银河坐标系统中的空间速率分量为(U, V, W) = (?16.1 ± 0.3, ?6.3 ± 0.8, ?7.7 ± 0.3),总空间速率为19 公里/秒。面向太阳方向的径向速率分量为?13.9 公里/秒,而切向速率为9.9 公里/秒。虽然织女星只是夜空中第五明亮的恒星,但是因为其逐渐接近太阳而缓慢地变亮。 织女星大约在210,000年后将成为地球夜空中最明亮的恒星;然后在290,000年后达到最高峰(视星等为-0.81),它将是夜空中最明亮的恒星长达270,000年。


夏季大三角

织女星的运动数据显示它属于北河二移动星群的成员,但是织女星的年龄比其他成员都老,所以是否真有这样的集团仍有争议。北河二移动星群大约有16颗恒星,包含天钩五、氐宿增七、氐宿一、北河二及北落师门。这些恒星在宇宙中以共同的速度朝向同大致的方向运动,并有共同的起源,都诞生自同一个疏散星团。北河二移动星群年龄估计介于1至3亿年间,平均空间速度为16.5公里/秒。

织女星_织女星 -观测资料

历元 J2000

星座 天琴座

星官 牛宿 织女

赤经 18h 36m 56.333s

赤纬 +38° 47' 01" .13

赤经百年自行 +1".733

赤纬百年自行 +28".52

视星等 (m) 0.03

特性

光谱分类 A0 V

B-V 色指数 0.00

U-B 色指数 -0.01


织女星

变星类型 Delta Scuti

天体测定

径向速度 (Rv) -13.5 km/s

视差(π) 129.01 ± 0.52 mas

距离 25.27 ly (7.751 pc)

绝对星等(MV) 0.58

物理参数

质量 2.6 M

  

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