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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
; s6 I: I2 [( I5 r* ~5 z7 W
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?0 t0 Y! |) ~0 f: ^; `( G
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 O& A  A# d
! q0 R7 \7 [' Q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:
( P% G7 @2 X/ U) _2 FM=m+5-5lgd
' m) N; I) C! v6 T& s/ V5 [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):' g1 i6 D; i7 j; M/ G
$ `* X8 p6 p; A! Z/ i1 ~
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。
! A8 \# X6 c6 E" |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 l+ [* `7 R5 n6 ^
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:
' G# M5 h: z/ {8 ?& H
, L9 w3 F) B! v7 `2 A7 ~上式为斯特藩-玻尔兹曼定律,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数。* Q* r! H# u& G$ c- P# N0 `2 Z  p
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。% \' n7 j* o: }
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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。  I- r: i, x, g# ]( {
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。
, o) }0 G5 c9 n0 c( a$ K& y- t
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。6 ]$ E& J% k9 t! ^

  Z2 `& I3 z! X8 n7 @* \来源:https://www.toutiao.com/a6711599667605406219/2 y- e2 S% y' a
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