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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

( _- O1 w7 N9 v' |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?( n7 t# [; y) L
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。* Z- }: x& `  u0 N2 ]
% S/ e) Z# U1 p' ]
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:
6 A5 W3 _4 E7 v. K* [9 s$ oM=m+5-5lgd) ?2 I: z3 R  U0 m& |: M/ J
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 n- @$ x* c8 o- ]& ?% s( }) J
; b6 i& W0 N1 i) R
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。8 s# E6 `% |/ T8 {: 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。- D3 u: {& ~; P7 y, z; q7 |: F
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 I7 e* f6 @+ U9 e

0 I" v/ ^9 j. P4 E3 p7 o% A上式为斯特藩-玻尔兹曼定律,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数。
/ V9 q8 k, H" b, |; _$ m4 d+ P6 \' ]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。7 R9 H* H5 U/ I+ c+ f0 A
5 g, t9 A4 O0 u9 f7 a9 W' Q8 X: ]
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。
# L! ]1 O2 f" [: P' n- C: ~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。
/ b" b- }. C1 }  z
0 P3 Q4 M& Y1 _  ~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。3 J% i) ]4 T! v% m6 A# X3 @! N

1 [9 _" J) j& N% o- R来源:https://www.toutiao.com/a6711599667605406219/" o$ ?' |, `/ K6 @% _$ u- W
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