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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
1 }' J( U. H, q$ ?+ Y0 Y0 u
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?" X4 u8 P0 c8 ^& u0 t. I8 e6 x& 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。$ v! ~* n" f6 o" n+ S3 r

6 U. g# O7 i8 T5 l& Q/ U6 q- R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:
5 G. z) ~2 M& m4 W7 i2 M0 UM=m+5-5lgd% B! E6 n) }6 u6 @0 E: A
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):
' k' ]9 }4 m8 i- O  ?' P
7 Q1 H+ v$ U9 L$ q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。5 _% i% k' A" g2 S7 G* G* k
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。$ l) O3 A/ k$ L0 l6 y; f( G& 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:
, N# }+ J) C4 x6 p/ L- E: q* J: h6 y; L$ p  T  T9 D/ i
上式为斯特藩-玻尔兹曼定律,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数。. o3 m1 \2 B) f+ l, x! ]
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。
5 R* Y/ |# `- [3 K( y5 G. A  t( G: X! n9 A& T. Q
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。
5 }5 v. J9 I" e6 ?! A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。8 Q, G0 ~& f# [, o

8 n, U, Y/ N9 ]1 o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。# {/ Q0 U$ O; ?+ Q, [" @
) F% _* C1 i; u, O, F+ w/ s
来源:https://www.toutiao.com/a6711599667605406219/
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