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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
- p: t/ }# j% L7 a) i# B+ s; [3 G' }9 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?3 j. N! h! |1 o. |
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。; y) U2 D* {$ [: Q% W
, j& |9 q# ~- o6 K
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:- t$ n7 [" A$ F) L2 x/ X, U
M=m+5-5lgd
' y3 u$ Y! T$ }- v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):
) W7 l% E1 s( \& t3 ]
: [6 [3 C; ~5 Z# A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。. X+ \( e0 [* o% P) V; i3 C6 f
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。
$ O- d* U1 w- ~. K: U; r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:
# L# w1 F5 b1 y0 u% q: `4 |1 o# C1 i$ D2 S
上式为斯特藩-玻尔兹曼定律,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数。
) A8 _( M! o4 ^& I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。: Y% ^1 p5 |% U5 n
  k9 F: N. S3 A* l7 S7 F
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。: ^! B. k! i1 |4 t
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。
6 H2 S; V. J$ t, T1 e2 t$ }
, U% y3 s& s5 E* X( ?) W5 ?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。% i) W- P# L, e1 [

! ]# s2 Y" B& C; W来源:https://www.toutiao.com/a6711599667605406219/7 N( u! g3 N( l" G2 h! w+ B
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