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夜空中最美丽的双星,不是双星,是视双星

Steed 发表于  2018-08-29 11:34

临近夏末,开始有了点秋高气爽的感觉,又到了在城里仰望星空的大好时候。

只要天气晴朗,最近这段时间,等到天黑之后,你都能在天顶附近看到一颗亮星——那便是织女星。如果此时你面朝东方,那么在织女星的右下方不远处,你应该能找到牛郎星。就像传说故事里那样,织女星和牛郎星隔着银河相望。只不过,在被灯光照得太亮的城市夜空里,你大概看不见它们之间的这道银河。

在织女星下边和牛郎星的左边,你还能看到另一颗亮星。它跟牛郎织女构成一个近似等腰的三角形,称为夏季大三角。这颗亮星,名叫天津四,所在天区隶属于天鹅座。天鹅座是北半球夜空中最亮、最大的星座之一,其中最亮的5颗星构成十字架的形状,又被称为北十字。在晴朗的夜晚,就算在明亮的城市夜空,北十字在夏季大三角之间也隐约可见。

天津四是天鹅的尾巴,也是北十字的顶点。在这个星座里,它是最亮的星,也就是天鹅座α。不过,它不是今天这篇文章的主角,织女星和牛郎星也不是。今天的主角是天鹅座β,中文名为辇道增七,在北十字里与天津四相对,是十字架底部的那颗星,同时也构成了天鹅的头部。

在天文爱好者眼中,它还有另一个身份——夜空中最美丽的双星。

夜空中最美丽的双星,辇道增七,就位于夏季大三角的中间。图片来源:夜空中国 & Steed

最美丽双星

天鹅座β,肉眼看来只是普普通通一颗恒星,不算太暗,也没有很亮。但只要在望远镜里找到它,哪怕只是一台小望远镜,你就很容易看清它其实是两颗恒星。事实上,这种情况还挺常见的。但天鹅座β能够被称为最美丽双星,自然有它的与从不同之处——那便是两颗恒星的颜色。

较亮的那颗恒星,称为天鹅座β A,看起来是橙红色的。较暗的那颗,称为天鹅座β B,却是醒目的蓝宝石色。在望远镜里看起来,两种颜色反差明显,就像夜空中的一红一蓝两颗宝石那样闪闪发光。如果你从来没有见过这对星星,在望远镜里第一眼看到的时候,一定会忍不住发出惊叹声来。

问题是,看起来反差强烈却又如此靠近的这两颗恒星,到底有没有物理上的关联呢?

如果在望远镜里找到天鹅座β,你很容易看出那是两颗恒星,而且颜色一橙一蓝,反差强烈。图片来源:Tom Wildoner

真假双星疑云

这两颗恒星有可能在宇宙中真的紧挨在一起,在引力的羁绊下彼此吸引相互绕转。这种情况下,它们就是真实存在的物理双星。双星在宇宙中并不罕见,事实上大多数恒星都是出双入对的,反倒是太阳这样的“单身狗”才是少数派。

但也有可能,那两颗恒星是完全独立的,只是碰巧一前一后,出现在我们视线的同一个方向。它们实际上并没有靠在一起,我们眼中的这对“双星”,只是一种视觉上的“错觉”,称之为视觉双星,因为我们实在分辨不出恒星的远近。

天鹅座β是不是真双星,这个问题困扰了天文学家几十年。持不同观点的天文学家发表了不少各执一词的论文,却谁也说服不了谁。原因在于,对这两颗恒星在宇宙中的真实位置,特别是它们到地球的距离,我们了解得实在是不够精确,只能大概确定它们离我们都超过300光年。

而现在,这个问题终于有了一个相当确定的答案。

相距甚远?

答案来自欧洲空间局的天文卫星盖亚(Gaia)。 这项令人难以置信的任务,正以惊人的精确度测绘天空,测量超过10亿颗恒星在天空中的位置,以及在天空中的运动,还有它们的颜色。

这样的精密测量能力,对天文学家来说至关重要!

我们的地球并非静止不动,而是在环绕太阳运行,随着地球位置的改变,我们遥望恒星的视角也会发生非常微妙的变化。这一点反映在天空中,我们就能看到恒星的位置,会以一年为周期,在天空中画出一个非常微小的椭圆。这被称为视差,如果可以精确测量,便可以直接得出恒星到我们的距离!

随着地球绕太阳运行,恒星的位置会以一年为周期,在天空中画出一个椭圆。这让盖亚卫星能够测出那些恒星到地球的远近。当然,这种运动非常微小,要放大10000倍才会是这幅动图里展现的样子。图片来源:Luis Calçada

于是,美国天文学家、科普作家菲尔‧普莱特(Phil Plait)便在盖亚公布的数据库中查询了这两颗恒星的数据。他发现较亮的橙红色恒星距离地球328光年,而较暗的蓝色恒星距离我们389光年。换句话说,两颗恒星彼此间隔超过60光年。这是一个超长的距离,甚至超过牛郎星和织女星的间隔,所以它们不可能存在物理上的关联。

不过,在这位天文学家看来,这个证据还不够充分。

事实上,对于盖亚卫星来说,较亮的那颗橙红色恒星已经太亮了,很难把它的位置测定得非常准确,导致视差法测得的距离也存在很大的误差。考虑到这些误差,两颗恒星的间隔有可能比60光年更远,却也有可能比60光年小得多。换句话说,盖亚的距离测量数据,并不能给那个问题一锤定音。

南辕北辙!

好在,除了位置和距离,盖亚卫星还能测量恒星在天空中的移动。

恒星都在绕银河系运行,包括我们太阳也是,因此随着时间的推移,恒星也会很缓慢地在天空中移动,称为自行。虽然自行通常都很小,但对于盖亚卫星来说,它的灵敏度足够测量10亿颗恒星的自行了。这其中,也包括构成天鹅座β的那两颗恒星。

如果它们真的存在物理关联,绕着彼此旋转,那么它们应该拥有几乎相同的自行,因为它们在空间中一起移动。虽然由于相互旋转,它们的自行也会稍有差异,但相比于绕着银河系旋转,这样的差异应该小到可以忽略才对。

而实际上,这两颗恒星的自行,可以说是南辕北辙。

按照盖亚的测量数据,橙黄色的A星在往东南偏东方向移动,速度是每年16.66毫角秒,而蓝宝石色的B星在往西南偏西方向移动,速度是每年1.13毫角秒。对于自行的测量,盖亚的误差相对较小,可以很有把握地说,它们在以不同的速度,朝着两个不同的方向移动。

虽然不是真正的双星,天鹅座β在望远镜里看起来,却还是一样美丽动人。图片来源:Tom Wildoner

现在,那个问题终于可以定论了。组成天鹅座β的两颗恒星,没有物理联系。它们只是一对视觉双星,并非真正的双星。

不过,这丝毫不会减弱你在望远镜里看到它们时,所能感受到的那种来自夜空的惊艳之美。

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全部评论(6)
  • 1楼
    2018-08-29 12:02 天降龙虾
    引用文章内容:双星在宇宙中并不罕见,事实上大多数恒星都是出双入对的,反倒是太阳这样的“单身狗”才是少数派。

    少数派路过。。。。

    [1] 评论
  • 2楼
    2018-08-29 12:40 地球上的裸猿

    听说有一种现象叫做引力透镜?
    只是这两颗星颜色不一样。。。

    [0] 评论
  • 3楼
    2018-08-29 13:56 大头米少

    不知道有几个文明在争论比邻星与太阳的这个问题

    [0] 评论
  • 4楼
    2018-08-29 15:03 汉尼拔wang

    星座里的星星绝大部分都离得很远,画星座就是为了找星星方便吗~

    [0] 评论
  • 5楼
    2018-08-29 18:18 在雨夜
    引用文章内容:今天的主角是天鹅座β,中文名为辇道增七,

    我觉得所谓的中文名现在已经衰败了,反而如同半人马座α这样的名字成了中文名了。

    [1] 评论
  • 6楼
    2018-08-29 20:14 你这是自寻箱子
    引用@汉尼拔wang 的话:星座里的星星绝大部分都离得很远,画星座就是为了找星星方便吗~

    是的,星座就是为了找星星、定位星星和指认星星而设立的。


    [0] 评论

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