伴星

伴星

圍繞衛星運轉的叫伴星。天狼星的伴星β星,是人類最早發現的白矮星。它體積很小,和地球差不多,肉眼看不見;但密度特別大,比水大了三萬倍,質量跟太陽差不多。這顆星是1862年天文學家用望遠鏡觀察到的,1915年才確定它的"白矮星"身份,從而引起天文界的高度重視。然而,至少在一千二百年前,非洲馬裏的多根部落,就開始祭祀這顆星,並且知道它的體積,密度,軌道形狀(橢圓)和它圍繞天狼星運行的周期(四十九個地球年),把這些記載到這個原始部落的木刻,壁畫和紡織品上。

  • 中文名稱
    伴星
  • 釋義
    天狼星的伴星β星
  • 特點
    體積很小、密度特別大
  • 確定時間
    1915年
  • 屬于
    白矮星
  • 質量大小
    質量跟太陽差不多

傳說

據說,是一位叫做"諾默"的神,把關于天狼β星的知識傳授給多根人的.多根人儲存著一張畫,畫面是他們信仰的神乘坐一個拖著火焰的大飛船,從天而降,來到多根部落. 于是,人們猜想,那個"諾默"可能是從天狼β星(或與之有關的星)上來到地球的外星人.

重大發現

提到天狼星伴星β星,不得不說從它身上發生的故事,因為不少重大的發現,往往是從一些小的"偏差"開始的.

伴星伴星

公元八世紀,中國唐朝的天文學家一行把他的觀測同古時候的記錄對照,發現星星的位置改變了。一千多年後,十八世紀,英國的哈雷也獨立地看到了同樣的現象。原來,所謂不動的、不變的"恆星",被人們叫錯了,天上的星星是在運動的、變化的。

1834年,有一個天文學家註意到天上最亮的恆星--天狼星的運動比較奇怪,它的路徑波浪起伏,不像一般的恆星總是沿著一條直線均勻地移動。這位天文學家由此斷言,天狼星不是一顆星,而是一個雙星系統,另外一顆星是一個"看不見的"伴星;波浪起伏的的路線,正是天狼星一邊移動一邊饒轉的結果.後來,又有一些天文工作者研究了天狼星的運動,並且根據萬有引力定律,預言了天狼星的位置.事隔二十八年,到了1862年,終于在望遠鏡裏找到了這顆"看不見"的天狼伴星。這顆"看不見"的伴星同天狼星相比實在是太暗了,在望遠鏡裏看起來好像是望遠鏡的缺陷所引起的假象一樣,可是在觀測另外的對象時,這個"缺陷"沒有了,大家才相信自己找到了天狼星的"看不見"的伴星。

雙星

組成雙星的兩顆恆星都稱為雙星的子星,其中較亮的一顆稱為主星;較暗的一顆,稱為伴星。主星和伴星亮度有的相差不大,有的相差很大。有許多雙星,相互之間距離很近,即使用現代最大的望遠鏡,也不能把它們的兩顆子星區分開。但是,天文學家用分光方法得到的光譜,可以發現它們是兩顆恆星組成的。這樣的雙星,稱為分光雙星。于是,上面說的可以用望遠鏡把兩顆子星分辨開來的雙星,相應地就稱為目視雙星。

有的雙星在相互繞轉時,會發生類似日食的現象,從而使這類雙星的亮度周期性地變化,這樣的雙星稱為食雙星或食變星。食雙星一般都是分光雙星.還有的雙星,不但相互之間距離很近,而且有物質從一顆子星流向另一顆子星,這樣的雙星稱為密近雙星。有的密近雙星,物質流動時會發出X射線,稱為X射線雙星。

銀河系中,雙星的數量非常多,估計不少于單星。研究雙星,不但對于了解恆星形成和演化過程的多樣性有重要的意義,而且對于了解銀河系的形成和演化,也是一個不可缺少的方面。

天狼星

夜空裏最亮的恆星,目視星等為-1.5等。它是大犬座中的一顆雙星。雙星中的亮子星是一顆比太陽亮23倍的藍白星,體積略大于太陽,溫度則比太陽高得多。它距太陽系約8.6光年,隻有除太陽以外恆星距離的兩倍。古代埃及人認識到池該星偕日升起,即正好出現在太陽升起之前時尼羅河三角洲就開始每年的泛濫。而且他們發現,天狼星兩次偕日升起的時間間隔不是埃及歷年的365天而是365.25天。德國天文學家于1844年報道,天狼星是一顆雙星,因為該星在附近空間中沿一條呈波形的軌跡運動,從而得出它有一顆伴星和繞轉周期約為50年的結論。這顆伴星于1862年被美國天文學家最先看到。天狼星及其伴星都在偏心率頗大的軌道上互相繞轉,平均距離約為日地距離的20倍。盡管亮星光芒四射,用大望遠鏡還是不難看到那顆7等的伴星。伴星的質量與太陽差不多,密度則比太陽大得多,是第一顆被發現的白矮星

天狼星是大犬座α,是全天最亮的恆星。天狼星是由甲、乙兩星組成的目視雙星。甲星是全天第一亮星,屬于主星序的藍巨星。乙星一般稱天狼伴星,是白矮星,質量比太陽稍大,而半徑比地球還小,它的物質主要處于簡並態,平均密度約3.8×106/立方釐米。甲乙兩星軌道周期為50.090±0.056年,軌道偏心率為0.5923±0.0019。天狼星與我們的距離為8.65±0.09光年。天狼星是否是密近雙星,與天狼雙星的演化有關。古代曾經記載天狼星是紅色的,這為我們提供了研究線索。1975年發現了來自天狼星的X射線,有人認為這可能是乙星的幾乎純氫的大氣深層的熱輻射,有人則認為這可能是由甲星或乙星高溫星冕產生的,至今仍在繼續研究。據1980年資料,高能天文台2號衛星分別測得甲星和乙星的0.15~3.0千電子伏波段X射線,得知乙星的X射線比甲星強得多。

距離

冬季星空,從獵戶座三星向東南方向看去,一顆全天最亮的恆星在那裏放射著光芒。它就是大犬座α星,中國古代也叫它天狼星。天狼星的視星等為-1.45m,距離我們隻有8.6光年。

技術

神七伴隨小衛星突破多項關鍵技術 國內首次使用:神舟七號飛船在航天員完成出艙作業並安全返回飛船後,將由航天員操作釋放一顆伴星,利用這顆伴星,對飛船進行照相和影片觀測。神七伴星分系統指揮沈學民稱,在汶川地震發生後,假如發射一顆小衛星,一定有助于各部門及時準確了解災情、做出正確判斷和決策。

沈學民介紹,所謂伴隨衛星是伴隨在另一航天器附近作周期性相對運動的衛星。伴隨衛星大都具備一定軌道機動能力,它往往以空間站、太空梭、載人飛船或大衛星等大型航天器作為任務中心或服務對象(主星),與主星按照一定的空間相對構型共同在軌飛行。

沈學民在接受採訪時介紹,伴星技術是國際上航天領域的一項重要套用技術,國外已有多個研究和發展計畫,如德國的Inspector計畫、AERCam微納衛星、美國的XSS飛行器、Livermore微小衛星等。1997年首先實現了Inspector衛星由奮進號飛船發射,並實現繞飛。現已有多顆類似的伴隨航天器發射上天。"如果此次伴星試驗任務取得成功,將標志著中國成為世界上第三個掌握空間釋放和繞飛技術的國家。"

沈學民告訴記者,神舟七號飛船是中國首次開展航天器平台在軌釋放伴星以及伴星的伴隨飛行試驗,其任務目標是:試驗和驗證伴星在軌釋放技術;伴星釋放後,對飛船進行照相和影片觀測;在返回艙返回後,由地面測控系統控製,擇機進行對軌道艙形成伴隨飛行軌道的試驗,為載人航天工程後續任務中拓展空間套用領域,奠定技術基礎。

神舟七號飛船的伴星是在繼承中科院"創新一號"小衛星成熟技術的基礎上研製的中國第一顆空間伴隨微小衛星。該伴星採用了多項創新設計,突破多項關鍵技術,許多技術在國內屬首次使用。伴星採用了兩艙結構一體化設計,採用了輕型鎂合金材料作為主結構架構,承力板同時用作星內單機的安裝板,提高了衛星的功能密度。使整星質量不超過40kg,同時具有光學成像、大容量壓縮存儲、機動變軌、伴隨飛行、自主導航、多模式指向、測控數傳等多種功能。

沈學民說,神舟七號飛船的伴星小巧玲瓏,其中部件高度集成,功能專一。在技術發展成熟後,可以由一枚火箭同時發射幾顆小衛星,它們的功效將毫不遜于甚至超過大衛星。

新聞報道

新浪科技訊 台北時間11月19日訊息,據《每日科學》網站報道,天文學家借助歐洲南方天文台甚大望遠鏡,首次對宇宙空間一顆"吸血鬼恆星"的炮彈狀噴射物進行了仔細觀測。這顆"吸血鬼恆星"不斷吞噬伴星的物質,2000年11月發生過猛烈的爆發。天文學家據此測算出它和太陽之間的距離,以及它爆炸時自身的亮度。

科學家認為,這一雙星系統可能是孜孜以求的Ia型超新星的"先祖"。Ia型超新星對于研究暗物質十分關鍵。超新星爆發是大質量恆星的"暴死"。 當恆星爆發時的絕對光度超過太陽光度的100億倍、新星爆發時光度的10萬倍,中心溫度達100億攝氏度時,就會被天文學家稱為超新星爆發。天文學家把超新星按它們光譜上的不同元素的吸收線來分成數個類型。Ia型超新星沒有氫、氦吸收線,有矽吸收線。它們都是源于到達或接近錢德拉塞卡極限的白矮星的爆發。

發布有關研究成果的論文第一作者、南非開普敦大學教授帕特裏克說:"現代天體物理學的一大難題是,我們仍然沒有弄清何種恆星系統最終會發生Ia型超新星爆發。這類超新星在證實宇宙由于暗物質的推動正加速膨脹方面非常關鍵。這很令人尷尬。"

天文學家借助歐南台甚大望遠鏡對船尾座名為V445的天體進行了很詳細地觀測研究。V445是迄今發現的第一顆沒有證據表明存在氫的新星,也是唯一的一顆。通過對其進行觀測,天文學家首次發現證據證明在一顆白矮星表面發生氦氣爆發。

論文共同作者、英國華威大學的丹尼說:"這非常關鍵,眾所周知Ia型超新星沒有氫。V445的伴星也沒有氫,而是向這顆白矮星輸送大量的氦氣。"

在2000年11月,這一系統發生了一次新星爆發,亮度超過以前250倍,朝太空噴發了大量物質。

la型超新星是宇宙學重點研究的對象,因為他們可以被用作"標準燭光"來測算宇宙空間中的距離,因此能夠校準暗能量引起的宇宙膨脹加速。la型超新星更可能生成于兩顆恆星形成的系統,其中一顆是白矮星。白矮星屬于演化到晚年期的恆星。恆星在演化後期,拋射出大量的物質,經過大量的質量損失後,如果剩下的核的質量小于1.44個太陽質量,這顆恆星便可能演化成為白矮星。白矮星會成為"吸血鬼",從吞噬伴星上的物質。當它的質量超過一定限度時,就會變得不穩定,最終會爆炸。

不過白矮星質量增加到足夠超新星爆發並不容易。因為,一方面白矮星"捕食獵物",物質在其表面積累。如果物質堆積的太厚,就會變得不穩定,發生新星爆發。這些受控的微小爆炸會將積累的部分物質拋射向宇宙空間。關鍵的問題是,白矮星能否在向外噴發物質時還能"增肥"。如果從伴星吞噬的物質能夠留在白矮星表面,最終它會變得足夠重,因而發生超新星爆發。

在跨度為兩年的時間裏,天文學家團隊利用歐南台甚大望遠鏡NACO自適應光學系統得到了V445的高清晰圖片。該望遠鏡功能強大,擔負著搜尋太陽系旁鄰近恆星的行星,研究星雲內恆星的誕生,觀察活躍星系核內可能隱藏的黑洞及探索宇宙的邊緣等重任。

綜合甚大望遠鏡NACO自適應光學系統圖片和其他幾架天文望遠鏡的資料,天文學家確定出這一系統距太陽大約25000光年,自身亮度為太陽的10000倍。這暗示這一系統中的白矮星質量已經很大,接近死亡終點,而且正以很快的速率從伴星獲得物質。帕特裏克表示,"船尾座V445最終是會超新星爆發,還是目前的新星爆發致使過多的物質被噴發出去使其無法形成超新星爆發,還不得而知。"據悉,天文學家的這一研究成果將會刊登在11月20日的《天體物理學》雜志上。

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