肉眼可見第二亮恆星:「老人星」有多大?天文學家怎麼測出來的?

2020-11-23 騰訊網

在夜空中，老人星是一顆著名的亮星，它是肉眼可見第二亮的恆星（第一是天狼星）。那麼，這顆恆星在現實中有多大呢？距離地球又有多遠呢？

根據歐洲航天局（ESA）依巴谷衛星（Hipparcos）的測量，老人星的距離大約為310光年。至於老人星的半徑有多大，天文學家主要通過兩種方法來測定。

第一種是間接的方法。首先，根據視星等（m）、絕對星等（M）和距離（d）的關係公式：

M=m+5-5lgd

由此可以算出老人的絕對星等。再根據下式，對比太陽的光度（Ls）和絕對星等（Ms），就能算出老人星的實際亮度（L）：

根據計算，老人星的光度為太陽的1.5萬倍，這是一顆相當明亮的恆星。

另一方面，觀測表明，老人星的光譜類型為A9 II型，這是一顆衰老的亮巨星。分析表明，老人星的表面溫度約為7000開氏度。

恆星可以視作一種黑體，其光度或者輻射功率與半徑（r）和表面溫度（T）有直接關係：

上式為斯特藩-玻爾茲曼定律，σ表示斯特藩-玻爾茲曼常數。

根據上述各項參數可以計算出，老人星的半徑約為5600萬公裡，相當於太陽的80倍。

另一種方法是通過紅外幹涉測量法，可以直接得到老人星的視直徑約為6.93角秒。再結合老人星的距離，根據三角函數關係，可以算出老人星的實際半徑約為太陽的71倍。

老人星目前已經消耗完核心中的氫，正在進行氦核聚變，它的體積已經劇烈膨脹過。要知道，老人星的質量其實只有太陽的8倍。根據老人星的質量來看，它的最終結局很有可能是爆發成超新星，中心坍縮成中子星。

老人星位於南天的一個星座——船底座，我國古代稱之為壽星。由於老人星出現在南方很低的天空中，所以北半球的人不容易看到這顆恆星。處在北緯38度以北的地方，老人星無法看到，它始終位於地平線以下。

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