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老人星
(夜空中第二亮的恆星)
鎖定
老人星(Canopus),拜耳編號為船底座α(拉丁化為Alpha Carinae),它的視星等為-0.74,是南天星座船底座最亮的恆星,也是夜空中第二亮的恆星,僅次於天狼星。它距離地球約310光年,絕對星等為-5.71,是太陽周圍數百光年內光度最高的恆星之一。
[15]
- 中文名
- 老人星
- 外文名
- Canopus
- 別 名
-
Alpha Carinae
HD 45348
HR 2326 [15] - 分 類
- 恆星
- 質 量
- 8 M⊙(±0.3)
- 表面温度
- 7400 K
- 視星等
- -0.72 等
- 絕對星等
- -5.71 等 [5]
- 自轉週期
- ≥298 d
- 赤 經
- 06時23分57.11秒
- 赤 緯
- -52°41′44.38″
- 距地距離
- 309.16 光年 [32]
- 光譜類型
- A9 II
- B-V 色指數
- 0.15
- U-B色指數
- 0.1 [6]
- 徑向速度
- 20.3±0.5 km/s
- 自 行
- 赤經:19.93 mas/yr;赤緯:23.24 mas/yr
- 視 差
- 10.55±0.56 mas
- 半 徑
- 71±4 R☉
- 表面重力
- 1.64±0.05 cgs
- 金屬量[Fe/H]
- –0.07 dex
- 自轉速度
- 約9 km/s
- 光 度
- 10700 L⊙ [7]
老人星簡介
老人星
[2]
是南天星座船底座中最亮的一顆呈青白色的A型亮巨星,中國南方可以看到它在近地平線處出現。光度為太陽光度的10700倍,質量為太陽的8倍。老人星半徑約為太陽的71倍,絕對星等-5.71等。
[15]
該恆星難以觀測到,光度很難測定。20世紀測出其距地球196光年。經過依巴谷衞星測量其直徑是太陽的70倍以上,距離310光年。老人星隸屬於船底座,由於位置太偏南,在中國北部是觀測不到的,只有在長江流域及以南的地方,才能在短暫的時段裏在南天的低空看到它,因此人們稱它為“南極老人星”“南極仙翁”。
[1]
老人星為青白色,亮度僅次於天狼星。中國南方可以看到它在近地平線處出現。老人星,大多數情況下則借指老年人。與天狼星的狼狽境遇相反,老人星在中國古人眼裏永遠是一顆吉星。
[1]
老人星(船底座中的一等星,為天上第二明星),是船底座中最亮的一顆星。據信它的英文名字(Canopus) 得名自搭載希臘軍隊遠征特洛伊城的船長。在太空時代之前,人類難以計算老人星的距離,因此曾推測它有1200光年之遠。
老人星是700光年距離之內,發光能力最強大的一顆恆星。
老人星光譜
20世紀之前,西方科學家對老人星的研究很少。1897年,它被賦予了F型光譜,這是對塞奇I型光譜分類的早期擴展,適用於那些氫線相對較弱而鈣-K線相對較強的恆星。
[16]
它在亨利·德雷珀星表中被列為 F0 型光譜的標準星,其光譜類型 F0 的氫線強度是 A0 型星的一半,鈣-K線強度是 Hδ 的三倍。
[17]
美國天文學家傑西·格林斯坦使用麥克唐納天文台新建的奧托·斯特魯維望遠鏡詳細分析了恆星的光譜。
[18]
在 1942 年的一篇論文中,他指出老人星的光譜以強而寬的氫譜線為主,還有碳、氮、氧、硫、鐵和許多電離的金屬吸收線。
[19]
1966年,人造衞星雙子座11號在紫外線下對其進行了研究,在紫外線光譜下得出老人星與F0型超巨星的表面温度一致,約為6,900 K。這是那時老人星被認可的數據。
[20]
當光度等級按照“摩根-肯那光譜分類法”分類時,老人星屬於 Iab 型,表明它是一箇中等光度的超巨星。這是基於某些對恆星光度敏感的光譜線的相對強度發現的。
[23]
而在第五版的亮星星表中,它被分類為 F0II 型光譜,屬於亮巨星的光度等級。
[24]
巴耳末譜線
[25]
(Balmer line)輪廓和氧氣線強度表明了老人星的大小和光度。
[26]
當考慮恆星自轉速度對譜線的影響時,老人星的摩根-肯那光譜類型被調整為A9II。
[27]
其光譜主要由可見連續譜上的吸收線組成,但也檢測到了一些發射線。例如,1966 年首次觀察到的鈣-K線在強中心吸收線的每一側都有較弱的發射翼。發射線輪廓通常與威爾遜-巴普效應所描述的恆星的光度相關,但就老人星而言,它們顯示的光度遠低於其他方法計算的光度。
[28]
更詳細的觀測表明,發射線輪廓是可變的,這可能與恆星表面的譜斑面積有關。發射線也可以在其他譜線中發現,例如電離鎂的H和K譜線。
[29]
老人星物理特徵
老人星光譜中的吸收線會以6.9天為一個週期輕微移動。該現象在 1906 年首次被檢測到,這種多普勒效應的變化被歸結為軌道運動。
[39]
在那時甚至計算出了軌道,但老人星不存在這樣的伴星,並且較小的徑向速度變化是由恆星大氣的運動造成的。它觀測到的最大徑向速度僅為 0.7 至 1.6 公里/秒。老人星還具有隨同一週期變化的磁場,這是通過其譜線的塞曼分裂檢測到的。
[40]
老人星在微波的波長下很明亮,是少數可通過無線電波探測到的F型恆星之一。
[41]
它的自轉週期尚不清楚,但可能超過300天,
[42]
測得的大致自轉速度為 9 公里/秒。
[43]
1968 年對老人星角直徑進行的早期干涉測量給出的臨邊昏暗值為 6.86 mas,接近公認的現代值
[44]
:甚長基線射電干涉測量法(VLBI)測得的老人星的角直徑 6.9 mas。結合依巴谷衞星視差計算,老人星的半徑是太陽的 71 倍。
[7]
如果將它置於太陽系中心,它將吞沒水星軌道之內 90% 的區域。
[38]
它的光度是太陽的10,700倍,而它在赫羅圖中相對於理論演化軌跡的位置表明它是質量是太陽的 8.0±0.3 倍。
[7]
老人星是一個X射線源,可能是由其日冕產生的,其日冕因磁力被加熱到幾百萬開爾文。它的温度可能是由快速的旋轉和穿過恆星外層的強對流共同激發的。
[45]
軟X射線日冕下發射的X射線比硬X射線日冕下發射的弱得多。而在英仙座α(天船三)等其他F型超巨星中也觀測到了同樣的現象。這種現象被認為是此類恆星的正常特性。
[43]
老人星距離
在依巴谷衞星發射之前,人們對老人星的距離估計差異很大,從 96 光年到 1200 光年不等。較小的值是從視差測量(33 mas)得出的
[30]
,較大的值源自於老人星絕對星等非常明亮的假設。
[31]
最終,依巴谷衞星將老人星與太陽系的距離確定為309.16光年(94.79秒差距)。這是基於 2007 年的視差測量值(10.43 ± 0.53 mas)而得到的。
[32]
在 95 秒差距的距離上,老人星的星際消光程度較低,為 0.26 個星等。
[33]
老人星太亮,無法包含在蓋亞衞星的正常觀測運行中,並且沒有公開的蓋亞視差。
[34]
當前,老人星正以 20 公里/秒的徑向速度遠離太陽。大約 310 萬年前,它距離太陽最近,約為 172 光年(53秒差距)。老人星以 24.5 公里/秒的日心速度和 0.065 的低偏心率繞銀河系運行。
[3]
老人星演化
老人星的光譜表明,它已經耗盡了核心的氫並遠離主序帶演化。在主序帶上,它作為一顆質量約為10倍太陽質量的藍白色恆星度過了大約 3000 萬年的時間。
[15]
老人星在赫羅圖中的位置表明它正處於氦燃燒階段。
[7]
它是一顆中等質量的恆星,在其核心簡併之前已經離開了紅巨星分支,現正處於藍迴繞
[35]
(Blue Loop)階段中。
[36]
藍迴繞階段的恆星演化模型表明,藍迴繞的長度受到恆星內部旋轉和混合效應的強烈影響。由於不同質量恆星的演化軌跡在藍迴繞期間的重疊,因此很難確定一顆恆星是向更高的温度演化還是回到更低的温度。
[5]
老人星的質量可能不足以使其聚變到鐵並引發核心坍縮形成超新星。反之,它最終可能成為一顆氖氧白矮星。
[38]
老人星文化意義
老人星觀測歷史
印地安的納瓦霍人稱它為″Ma′ii Bizò′″。在西班牙特內里費島關切人神話,老人星與女神查西拉西連結在一起。
內蓋夫和西奈的貝都因人也知道這顆星, 稱為Suhayl,並且使用它和北極星做為夜間航海時的主要引導星。因為它會消失在地平線下,使它成為一個會改變的因素,而不會與在極圈內'堅定不移'的北極星遙遙相對着
[9]
。它也有阿拉伯的名稱: سهيل (Suhayl,波斯文為Soheil),是在7世紀的穆斯林科學家賦予的。
在中國稱為南極老人星。儘管在中國唐代當時的首都長安看不到,老人星在敦煌星圖中已經出現。中國天文學家一行在公元724年繪製的星圖已經有老人星和更南方的恆星
[10]
。不過,最先記錄的應該是司馬遷,他提到是在天狼星南方的相似天體
[11]
。在中國傳統天文系統裏是位於井宿的老人星官裏肉眼可見的恆星。
對古老的波里尼西亞人,在太平洋的許多島嶼和環礁之間航行,明亮的恆星是很重要的。在地平線低處的時候,這些亮星充當了星際羅盤,協助水手們航行到特定的目的地。老人星是被稱為Manu的這個星座南側的翼梢,天狼星是這隻"偉大的鳥"的身體,南河三則是北側的翼梢;將波里尼西亞人的夜空劃分成兩個半球。夏威夷人稱老人星為Ke Alii-o-kona-i-ka-lewa,意思是"南方廣大區域的首領",這是夏威夷和Ki前往南太平洋時使用的恆星之一。
新西蘭的毛利人給老人星好幾個不同的名字。Ariki("高熊"),被稱為一顆孤星,出現在東方時,會使人們哭泣和吟唱;他們也稱它是Atutahi、Aotahi或Atuatahi、 "Stand Alone"(獨立)。它的孤獨性顯示它是禁制的恆星,而做為"禁制"的人往往是孤獨的。它的出現表示"Maruaroa"季節的開始,預告冬天即將來臨;光線朝向南方預告寒冷和潮濕的冬天,向北則預告一個温暖的冬天。它的出現也預告著食物將被提供
[12]
。這個名字也與幾個神話有關。其中一個故事講述當森林和鳥之神編織銀河時,老人星是如何的被留在籃子外面。另一個相關的神話則説老人星(Atutahi)是蘭奇的第一個孩子,他拒絕進入銀河,所以它在銀河的一側,並且比銀河早升起來。在波里尼西亞的其它星座和恆星也用了這相同的名字。Kapae-poto、"Short horizon",提到他在新西蘭很少升起和被看見;Kauanga("孤獨者")也是老人星的名字,但只有當它是日出前可以看見的最後一顆星時才會這樣稱呼。
非洲博茨瓦納的茨瓦納人稱老人星為Naka。它在晚冬的時候出現在天空時,預示著越來越多的樹木將失去葉子,還有越來越強勁的風。牧人知道是將綿羊和牲畜圈養起來的時候
[13]
。南非波札曼的ǀXam説老人星和天狼星是白蟻和飛蟻出現的預兆。他們還認為明亮的恆星有能力造成死亡和不幸,他們會向老人星和天狼星祈禱,以乞求好運和獲得技能。
老人星標誌的是傳統南船座的船舵
[14]
。英國探險家羅伯特·休斯在1592年於Tractatus de Globis的工作中,引起了歐洲的觀測者對這顆星的注意,它與水委一和南門二這三顆都是一等星。他説:"這是我在英國從未曾見過的,其中最亮的一顆是南船座的船舵,被稱為Canopus (老人星)。第二顆(水委一)在波江座的尾端,第三顆(南門二)在半人馬座的右腳上"。
老人星命名
老人星的英文名字Canopus意為“斯巴達國王梅納雷阿斯的航船導航者”,得名自搭載希臘軍隊遠征特洛伊城的船長。“Canopus”這個名稱有兩個普遍的來源,都列在博物學家李察·艾倫(Richard Hinckley Allen)的著作《Star Names: Their Lore and Meaning》當中。其中一個是源自於特洛伊戰爭的神話,另一個則來自埃及科普特語的“Kahi Nub”,意為黃金地球。在靠近尼羅河河口的位置,有一個已經成為廢墟的埃及港口以Canopus來命名,它位於尼羅河戰爭發生的所在地。
在阿拉伯語中,老人星被稱為سهيل。古代波斯的天文學家與占星家則稱老人星為Agasti,而波斯文學的動物寓言著作《五卷書》(Panchatantra)後來也被稱為《The Lights of Canopus》或《Anvar-i-Suhaili》。
老人星是全天第二亮星,現代名為船底座α星。古人對它非常重視,遺憾的是,它的位置太偏南,在我國北部看不到,只有長江流域及以南的地方,才能在短暫的時段裏在低低的南天看到它。正因為這樣,人們也叫它“南極老人星”、“南極仙翁”,當然實際它離南極還很遠。南方的朋友,每年在農曆二月的晚上,找到位於正南方的天狼星之後,再向下找,在地平線上方就可以找到它。李白有詩句:“衡山蒼蒼入紫冥,下看南極老人星”,是指在南嶽衡山上,就可以看見老人星了。與天狼星的狼狽境遇相反,老人星在中國古人眼裏永遠是一顆吉星。星佔家認為,老人星的出現是天下太平的徵兆,見到了這顆星,將國泰民安,所以詩人有“海內逢康日,天邊見壽星”的句子。公元14000年左右,老人星將成為南極星。壽星即老人星,因主長壽,故又叫壽星。
在日本,老人星的形象“壽老人”,是象徵吉兆的七福神之一。
老人星相關詩詞
- 泊松滋江亭
唐·杜甫
沙帽隨鷗鳥,扁舟系此亭。江湖深更白,松竹遠微青。
一柱全應近,高唐莫再經。今宵南極外,甘作老人星。
- 定風波令
宋·蘇軾
武侯百年乩
- 民國·佚名易學家
老人星出現南方,紀念化為公正堂;
西南獨立曇花現,飛虎潛龍勢莫當。
老人星相關傳説
南鬥老人星(3張)
易學認為,老人星是壽星、吉星、福星。看到它,象徵着天下太平,國泰民安,如意吉祥,對未來充滿希望。
道教認為,南極仙翁會在某些時刻以降世的方式度化眾人,帶來吉祥。
老人星可觀測時間
中廣網廣州12月14日消息(記者鄭澍 通訊員李建基)據廣州五羊天象館預告:如果夜空晴朗,十二月下旬廣州乃至我國南方各地,都可觀賞到少見的老人星。老人星是全天空第二亮星,它的亮度僅次於天狼星。
12月下旬的晚上,沒有月光影響,我國南方各地十分適宜觀看老人星。在廣州,23時前後,仰望夜空,頭頂可看到燦爛的獵户座,在獵户座的東南面,可目睹到全天空最明亮的天狼星。在天狼星的南面,可尋覓到一顆很亮的星星,那就是老人星。老人星位於南方的低空。在廣州,老人星最大地平高度只有14度。因此,觀察老人星,要選擇視野開闊,燈光暗淡,南面沒有遮擋物的環境才行。
老人星在天空的視位置:赤經6時24分,赤緯-52度42分,在南半球的上空。從理論上分析,在北半球北緯37度以北的地區,不能目睹到老人星。由於受大氣清晰度和燈光等因素的影響,在北緯35度以南的地區,才有機會看到它。
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