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老人星有多大?天文学家如何测量出来?

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发表于 2019-7-14 08:37:20 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国

7 g1 p1 C1 K& g; Y$ o, m% p" g在夜空中,老人星是一颗著名的亮星,它是肉眼可见第二亮的恒星(第一是天狼星)。那么,这颗恒星在现实中有多大呢?距离地球又有多远呢?
& [1 P3 {1 _6 Z4 g% J1 i根据欧洲航天局(ESA)依巴谷卫星(Hipparcos)的测量,老人星的距离大约为310光年。至于老人星的半径有多大,天文学家主要通过两种方法来测定。
2 G- d' s! Q: d0 a
. U: t$ B9 d8 F* \' B第一种是间接的方法。首先,根据视星等(m)、绝对星等(M)和距离(d)的关系公式:& ^* i+ E3 j- [( s0 a/ B0 G- S
M=m+5-5lgd
1 ?' w* E# O8 d由此可以算出老人的绝对星等。再根据下式,对比太阳的光度(Ls)和绝对星等(Ms),就能算出老人星的实际亮度(L):
3 @% s& `' Z7 t) [3 L1 r* W! [  o+ l
根据计算,老人星的光度为太阳的1.5万倍,这是一颗相当明亮的恒星。
" f# S' R$ z8 X另一方面,观测表明,老人星的光谱类型为A9 II型,这是一颗衰老的亮巨星。分析表明,老人星的表面温度约为7000开氏度。
0 o) O4 b5 C5 ]" [! L$ T恒星可以视作一种黑体,其光度或者辐射功率与半径(r)和表面温度(T)有直接关系:
5 G& u& ^$ K1 T4 i9 y+ S: E" [0 [- X: j
上式为斯特藩-玻尔兹曼定律,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数。
. Z. G% g0 r0 z- e根据上述各项参数可以计算出,老人星的半径约为5600万公里,相当于太阳的80倍。
, T8 h- q0 c. x# l5 b! t% Q" j0 _" I% Y5 m& Y$ J# U/ z
另一种方法是通过红外干涉测量法,可以直接得到老人星的视直径约为6.93角秒。再结合老人星的距离,根据三角函数关系,可以算出老人星的实际半径约为太阳的71倍。$ V* w- Y9 X2 ~
老人星目前已经消耗完核心中的氢,正在进行氦核聚变,它的体积已经剧烈膨胀过。要知道,老人星的质量其实只有太阳的8倍。根据老人星的质量来看,它的最终结局很有可能是爆发成超新星,中心坍缩成中子星。
9 M5 ~2 [3 }7 L* B; ?! @+ |7 z& H7 T/ D; L; @; g
老人星位于南天的一个星座——船底座,我国古代称之为寿星。由于老人星出现在南方很低的天空中,所以北半球的人不容易看到这颗恒星。处在北纬38度以北的地方,老人星无法看到,它始终位于地平线以下。* S8 b1 u2 X6 N  b1 _- c1 P+ k9 D
+ K( @4 [" t, G3 h! b( {; Q$ l& i
来源:https://www.toutiao.com/a6711599667605406219/
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