天狼伴星

天狼伴星

天狼伴星(天狼β星)是人類發現的第一顆白矮星。它體積很小,但密度特別大,比水大三萬倍。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。天狼星其實是一個由兩顆恆星組成的雙星系統,其中,一顆是夜空中所能看到的最亮的恆星-天狼星α,另外一顆則是天狼伴星-天狼星β。這兩顆恆星距離地球約8.6光年,環繞它們之間引力中心旋轉一周的時間為50年。由于天狼α的亮度有天狼β星的一萬倍之多,因此,人眼通常能看到的隻是天狼星α,天狼星α的高亮度也影響了科學家們對天狼β星進行精確觀測。

  • 中文名稱
    天狼伴星
  • 外文名稱
    siriusβ
  • 平均密度
    3.8e6kg/立方釐米
  • 軌道周期
    50.090±0.056年
  • 軌道偏心率
    0.5923±0.0019
  • 距地距離
    8.65±0.09光年

行星簡介

1844年,德國天文學家貝塞爾根據它的移動路徑出現的波浪圖形推斷天狼星是一顆雙星,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年被美國天文學家克拉克(A.Clark)用他自製的當時最大的口徑470mm折射天文望遠鏡最先看到。這顆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伴星.

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.

一顆恆星要經過主序星和紅巨星階段才會成為白矮星。天狼星β成為白矮星時的年齡比它現在的年齡小一半多一點,約為1億2千萬年前。還是一顆主序星時它估計有5個太陽質量大。天狼星β最初由碳及氧元素組成,這兩種元素是形成天狼星B的已死亡恆星裏的氦核聚變產生的。這些元素被更輕的元素覆蓋,並根據質量來分層,因為天狼星β有著高表面重力。因此,天狼星B的外層大氣層幾乎為純氫,宇宙中最輕的元素,光譜中也找不到任何其它元素。

發現過程

歷史

月朗星稀的夜晚,在深邃高遠的天幕上,人們很容易看見一顆明亮耀眼的恆星,它就是天狼星。

人們很早就知道天狼星,但在19世紀上半葉之前,卻無人知道它是雙星--它還有一顆奇特的伴星。

德國有位天文學家叫貝塞爾。1834年,他在觀察中發現天狼星的運動有些與眾不同。絕大部分星體的運動都有沿著大圓的弧,但天狼星的運動軌跡卻是呈波浪形的曲線。

猜測

"天!我該不會看錯吧!"貝塞爾有些懷疑自己的觀察結果,"我得再確證一下,可別鬧出笑話。"

經過進一步認真細致的觀察,貝塞爾終于確證:天狼星的運動的確呈波浪形的曲線。

"奇怪,這是怎麽回事呢?"貝塞爾疑惑不解,陷入了沉思中。這個現象引起了貝塞爾極大的興趣,他下決心要弄它個水落石出。根據天體力學理論,在正常情況下,星體運動呈弧線,從弧線變為波浪形的曲線,必定是受到某種外力作用的結果。

于是,貝塞爾開始尋找產生這種外力的物體。他知道,能夠迫使天狼星改變運動軌跡的物體,隻能是星球--隻有星球才能

產生如此巨大的萬有引力。而且,這另一顆星球必定緊挨著天狼星,才會使它的運動軌跡一直呈波浪形的曲線。

可是,盡管貝塞爾全神貫註地在天狼星附近搜尋,但他的天文望遠鏡中始終沒有出現那顆緊挨著的星球。有人勸道:"那顆星球也許並不存在,要不然怎麽會發現不了呢?"

貝塞爾充滿自信地說:"不,它一定存在,也許它正巧被天狼星擋住了。隻要堅持觀察,總有一天我會看見的。"

計算

然而,讓貝塞爾失望的是,他始終未能發現這顆預想中的伴星。但貝塞爾並沒有因此而改變自己的看法,他認定那顆伴星一定存在。為了證實自己的觀點,貝塞爾又另闢路徑--從理論上進行詳細的論證和計算。

貝塞爾計算的結果,從理論上再次證實了自己的想法。臨終前,他不無遺憾地說:

"天狼伴星一定存在,可惜我不能親眼看見。"

貝塞爾並不知道,他之所以未能發現天狼伴星,是因為當時的天文觀測設備落後的緣故--天狼伴星可不像天狼星那樣巨大顯眼,它是一顆很小很小的星體,隻能發出微弱的光芒。

16年過去了,天文觀測設備日益先進,連口徑達18英寸的大型天文望遠鏡也出現了,天狼伴星的發現已指日可待。1862年,美國天文學家克拉克在用天文望遠鏡觀測天空時,忽然想起了貝塞爾的斷言,連忙將望遠鏡對準了天狼星。

發現

天哪!在巨大耀眼的天狼星旁邊,果然看見了一顆暗紅色的小星體在運動。

"這就是貝塞爾所說的天狼伴星!"克拉克興奮地說。

在進一步的觀察研究之後,克拉克驚奇地發現這顆伴星體積很小,它的核能枯竭,已經收縮到不能再小的地步了。

天狼伴星屬于恆星演化到最後階段的天體,這種天體被天文學家們稱作"白矮星"。天狼伴星是人類最早發現的一顆"白矮星"。

行星爭議

居住在馬利共和國廷布克圖地區南部山區的多岡人,是非洲仍然保持著原始叢林生活的土著民族之一。 1930年,兩位法國人種學家馬賽爾·格裏奧列和喬邁·狄泰倫深入到多岡原始部落中,收集了許多獨特的神話和傳說。他們意外地發現了天文學家爭論了一個世紀的天狼星之謎,竟在多岡人的神話傳說中找到了答案。

多貢人把天狼伴星叫做"樸托魯".在他們的語言中,"樸"指細小的種子,"托魯"指星.他們還說這是一顆"最重的星",而且是白色的.這就是說,他們已正確地說明了這顆星的三種基本特徵:小、重、白.實際上,天狼伴星正是一顆白矮星.

而天文學家最早猜測到天狼伴星的存在是在1844 年,借助高倍數望遠鏡等各種現代天文學儀器,1928 年人們才認識到它是一顆體積很小而密度極大的白矮星.直到1970 年才拍下了這顆星的第一幅照片.生活在非洲山洞裏的多貢人顯然沒有這種高科技的天文觀測儀器,那麽,他們是怎樣獲得有關這顆星的知識的呢?

不僅如此,多貢人還在沙上準確地畫出了天狼伴星繞天狼星運行的橢圓形軌跡,與天文學的準確繪圖極為相似.多貢人說,天狼伴星軌道周期為50年(實際正確數位為50.04±0.9 年);其本身繞自轉軸自轉(也是事實).他們又說,天狼星系中還有第三顆星,叫做"恩美雅",而且有一顆衛星環繞"恩美雅"運行.不過直到現在,天文學家仍未發現"恩美雅".

多貢人認為,天狼伴星是神所創造的第一顆星,是整個宇宙的軸心.此外他們還早就知道行星繞太陽運行,土星上有光環,木星有四個主要衛星.他們有四種歷法,分別以太陽、月亮、天狼星和金星為依據.

據多貢人說,他們的天文學知識是在古代時,由天狼星系的智慧生物到地球上來傳授給他們的.他們稱這種生物為"諾母".在多貢人的傳說中,"諾母"是從多貢人現今的故鄉東北方某處來到地球的.他們所乘的飛行器盤旋下降,發出巨大的響聲並掀起大風,降落後在地面上劃出深痕."諾母"的外貌像魚又像人,是一種兩棲生物,必須在水中生活.在多貢人的圖畫和舞蹈中,都保留著有關"諾母"的傳說.

有學者認為,多貢人對天狼星的認識是文化污染的結果。

關于天狼星

天狼星(sirius)

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,隻有除太陽以外最近恆星距離的兩倍。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,屬于主星序的藍矮星。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

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。

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