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13条关于恒星的天文知识问答

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由炽热气体组成,自身能发光的天体。如太阳、织女星等星体。古人认为它们的位置恒定,故称。

1* 如何寻找北极星?

2* 什么是「米拉变星」?

3* 为什么四季之中亮星最多的是在冬季,而秋季最少呢?

4* 一年四季中,那个季节的亮星最多,那个季节最少?

5* 牛郎星和织女星

6* 为什么星辰会不停的运转?

7* 可以测量星球之间距离的光?

8* 北斗七星的基本资料

9* 星球是如何产生的?

10*什么是超新星?中子星?

11* 可以看出星星的生老病死吗?

12* 北极星到底会不会移动?

13*红巨星是什么?怎样形成的?它有多大?


1.如何寻找北极星?

13条关于恒星的天文知识问答

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春夏季可利用大熊座的臀部和尾巴--著名的北斗七星来寻找。由北斗七星斗杓的天枢(北斗一)与天璇(北斗二)这两颗「指极星」,由天璇向天枢的方向延伸,约天璇到天枢距离的4~5倍远处,便是北极星。

秋冬季可利用W形的仙后座。由仙后座W形的两侧延伸后的交点,向W形的中间点延伸,约交点至中间点距离的4~5倍远处,便是北极星。

此外,可利用夏季大三角--天琴座的织女星、天鹰座的牛郎星、天鹅座的天津四--来寻找。将织女到天津四的连线固定,将夏季大三角的第三个点牛郎翻转,则隔着织女到天津四连线的牛郎星对应点上,便是北极星。

在秋季,可利用秋季四边形来寻找。因秋季四边形是个上窄下宽的梯形,因此可用东南方的室宿一向室宿二延伸,或用西侧的壁宿一向壁宿二延伸,都可抵达北极星。

而冬季中,可利用猎户座腰带三颗星中间的参宿二,向猎户座头部(觜宿一)延伸,穿过御夫座的一等星五车二之后,就可找到北极星。

2.什么是「米拉变星」?

米拉型变星(Mira)是一种脉动变星,因星体本身的膨胀收缩而造成亮度变化,变光周期约80~1000天,亮度变化约2.5~5.0星等。多半是红巨星或红超巨星,是中低质量恒星演化到后期的结果。鲸鱼座ο(中文名「??增二」)是第一颗被确认的变星,地位相当特殊,由于光度变化时,光谱型也同时会变化,颜色变化多端,因此当初Johannes Hevelius 将之命名为Mira之意即为「不可思议的星星(The Wonderful) 」,甚至有些人直接当它为「魔鬼的眼睛」,所以这类型变星又称为「米拉变星」或「红变星(red variables)」。目前已知的米拉型变星约有6000多颗,大都在本星系群中。

由于脉动变星的变光周期与光度成正比关系(周光关系),只要能精确测量其变光周期的长短,便得以计算出这颗变星的光度,再利用光度与视亮度计算出恒星的距离,因此这类型变星是天文学家的「量天尺」之一。

PS。「??」的读音为ㄔㄨˊㄍㄠˇ

3.为什么四季之中亮星最多的是在冬季,而秋季最少呢?

主要是因为我们的银河系中恒星的分布并不均匀,整个银河系侧看为扁盘状、正面看为螺旋状的构造;而我们太阳系黄道面的方向并不与银河盘面重合,而是有一个约62.9度的夹角,因此造成地球绕太阳公转的过程中,夏季与冬季所见夜空是朝银河盘面的方向,恒星较多;春季与冬季是朝银河盘面上下的方向,恒星较少。

其中,夏季所见夜空,恰朝银河中心方向,因此所见银河最亮、最宽;冬季所见夜空,则是朝向背对银河中心的方向,但因太阳位在所谓的「猎户座旋臂」中,而猎户座旋臂相对于太阳,恰是背对银河中心的方向,邻近的恒星比较多,所以所见亮星也比较多,但看到的银河就比较淡。而秋季则因恰朝向银河盘面下方的银晕中,因银晕的恒星极少,所以所见的亮星也最少。

4.一年四季中,那个季节的亮星最多,那个季节最少?

以一等星的数量来说,

春季有三颗:轩辕十四(狮子)、大角(牧夫)、角宿一(室女)。

夏季有四颗:牛郎(天鹰)、织女(天琴)、天津四(天鹅)、心宿二(天蝎);如果纬度再南边一些,或是高度再高一些,或许还可以看见半人马座的南门二与马腹一等。

秋季的一等星只有二颗,为南鱼座的北落师门,以及非常靠近南方地平面的水尾一(波江)

冬季则有九颗:毕宿五(金牛)、五车二(御夫)、北河二与北河三(双子)、南河三(小犬)、天狼星(大犬)、参宿四与参宿七(猎户),以及非常靠近南方地平面的老人星(船底座)

5.牛郎星和织女星

天鹰座的主星,夏季大三角之一,我国古时称「河鼓二」,即七夕的牛郎星(Altair),和天琴座的「织女星」,隔着银河遥遥相对。西文Altair即指「飞鹰」之意。牛郎是一颗白色矮星(指主序星,不是白矮星!),质量或体积大约是太阳的1.7倍,光度则为太阳的10倍,离地球16.7光年。虽然根据推算,牛郎的年龄约为数亿年左右,但它的质量比太阳大,且有时光度会突然改变(变星编号NSV 24910),因此天文学家预测它可能即将演化到正要离开主序带、变成红巨星的造父变星阶段。近年的研究指出,牛郎附近有尘埃盘,尘埃盘中可能有一颗木星大小的行星或棕矮星。

至于织女星(Vega),为天琴座主星,也是夏季大三角之一,阿拉伯古名亦写做「Wega」,是「俯冲的老鹰」之意(Swooping Eagle)。织女也是一颗蓝白色矮星,亮度0.0等,为天上所有星体亮度的标准,也就是说,其他星体的亮度是与织女星比较之后决定的;而0.0等的亮度,全天排名第五亮。织女星离地球25.3光年,质量约为太阳的2.6~3.1倍,直径约为太阳的3.1倍,光度则为太阳的51~58倍。由于地球的岁差,天北极的位置会逐渐改变,在12000年前,织女星是地球的北极星,而在距现今10000年后,织女星会再度成为地球的北极星。据天文学家估计,织女的年龄只有3亿5000万年左右,但因他的体积与质量都比太阳还大,因此演化速度也会比太阳快。1983年IRAS远红外天文观测卫星在织女星旁发现一个半径宽达140AU的尘埃盘,1998年利用地面望远镜更直接拍摄到这个尘埃盘,但却发现尘埃盘中尘埃密度最高处竟在离织女星约80AU (冥王星到太阳距离的两倍)之处,但在此却找不到任何巨行星或棕矮星的踪迹,但随后的电脑模拟结果都认为在织女星旁应有1~2颗比木星大的巨行星,或是棕矮星等伴星星体存在。

牛郎和织女在地球上看似只是隔着银河相望,其实两者彼此相距约16光年之远,且彼此相对位置几乎不变,并不会因七夕「鹊桥相会」而变得比较近。

6.为什么星辰会不停的运转?

日常所见,是因为地球在自转的关系;

在宇宙中大尺度的范围内,星辰一样会运转,那是因为要维持角动量守恒。

7.可以测量星球之间距离的光?

恒星本身会发光,所以不需特别的光线就可得知恒星间的距离,例如用视差的方法(请参考本馆展示场3F『恒星区』的部分)。至于行星等本身不发光的天体,要准确测量星球间距离,最好是用雷射光;若是外太阳系中的天体,测量母恒星轻微的位移,搭配行星运动定律,亦可算出系外行星轨道,不需特殊光线。

8.北斗七星的基本资料

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著名的「北斗七星」,英文称为「Big Dipper」或「the Dipper」,意为「长柄杓」,属于大熊座,是大熊的臀部及尾巴部分。这七颗星彼此间并无物理相关性,只是因几乎位在同一视线方向上,而被想像成一个杓子的样子。

前四颗(北斗一~北斗四)组成斗形,中国古名「斗魁」,或称为「魁星」,又名「璇玑」;至于北斗五~北斗七三星,组成「斗柄」或「斗杓」,古称为「玉衡」。北斗七星中的天枢和天璇两星相距约5度,而北极星即在天璇往天枢方向延伸五倍五倍的线上,所以这两颗又称为「指极星」。

七颗星中,除北斗一为K0Ⅲ型的红巨星、北斗七为B3Ⅴ的炽热主序星外,其他均为A型的主序星。此外,北斗一为一组亮度分别为1.8等、4.8等的目视双星,周期44.4年。北斗六即为著名的「开阳双星」,开阳与伴星「辅(大熊座80)」其实为不相干的假双星,两者相距12角分,是古人用来测试视力的工具,但开阳和辅其实又各为双星系统;而开阳双星为亮度2.23和3.95等的目视双星,两子星相距14角分,但两子星分别又是分光双星。所以开阳和辅整个系统总共包含六颗星,所以应称为「聚星」。北斗五则为一颗特殊星,而且是所有特殊星中亮度最亮的,其亮度、光谱型与磁场强度都有周期性的变化。

这七颗星的基本资料分列如下

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9.星球是如何产生的?

根据目前的理论,简单的说,一大片质量足够、温度够低的星云,在其中几个位置有聚拢的情形之后,星云中其他区域在重力的影响下会分别向这些位置靠近,形成所谓的原恒星。

当原恒星收集了足够的质量,其核心处于高温高压的状态,就会开始进行核融合反应,所产生的能量足以抵御重力,并不断向外传递,形成我们所见的星光以及热辐射。而周围距离尚远的尘埃块(如果有的话)也逐渐聚集成团,最后形成了所谓的行星及卫星。

10.什么是超新星?中子星?

光度突然间暴增几千万倍以上的星星就是超新星,目前多认为这是大质量恒星在演化末期核爆炸的现象。

中子星就是超新星爆炸后的遗迹(质量中等,大一点就变黑洞,小一点就不会有超新星爆炸的现象)

11.可以看出星星的生老病死吗?

恒星的寿命比我们的寿命长了许多,所以想要见到同一颗星星的生老病死,原则上是不太可能的。不过我们可以看见不同的星星处于不同的状态中。例如:在猎户座大星云中就有恒星正在诞生,而麦哲伦星系中的超新星爆炸则是恒星死亡前的呐喊!

12.北极星到底会不会移动?

现在的北极星目前并不在北极点上,所以地球每天自转的时候,仍然可以看见北极星绕着北极点打转的现象。

此外,由于岁差的关系,北极星不是一直都由同一颗星星担任,有好些星星都有机会成为北极星,例如织女星在万余年后,就有机会成为北极星。

最后,因为宇宙没有一个静止不动的点,所有的星星其实都会移动。

13.红巨星是什么?怎样形成的?它有多大?

  • 比较大、亮,但温度比较低的恒星称为红巨星。

  • 目前认为一般恒星在内部核融合反应耗掉氢,开始进行氦的核融合反应后,恒星体积会变大,成为红巨星。

  • 以太阳为例,红巨星阶段的太阳半径至少可达到目前金星绕日运行的轨道半径大小。


以上问答信息均来自台北网络天文馆天文FAQ,由@南充天文在线 整理

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