南门二

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半人马座A[1]/B[2]
Position Alpha Cen.png
南门二的位置
观测资料
历元 J2000
星座 半人马座
星官 南门(角宿
赤经 14h 39m 36.4951/35.0803s
赤纬 -60° 50′ 02.308/13.761″
视星等(V) -0.01/+1.33
特性
光谱分类G2 V[3][4]/K1 V[3][4]
U−B 色指数+0.23/+0.63
B−V 色指数+0.69/+0.90
变星类型None
天体测定
径向速度 (Rv)-21.6 km/s
自行 (μ) 赤经:-3678.19 mas/yr
赤纬:481.84 mas/yr
视差 (π)747.23 ± 1.17[5] mas
距离4.365 ± 0.007 ly
(1.338 ± 0.002 pc)
绝对星等 (MV)4.38/5.71
详细资料
质量1.100/0.907[6] M
半径1.227/0.865[6] R
亮度1.519/0.500[6] L
温度5,790/5,260[6] K
金属量151/160%[6]Sun
自转22 d/41 d[7]
年龄4.85×109[6]
目视联星轨道
伴星 半人马座α星AB
周期 (P) 79.91 年
半长轴 (a) 17.57"
离心率 (e) 0.5179
轨道倾角 (i) 79.205°
交点 (Ω) 204.85°
近星点 历元 (T) 1875.66
参考数据库
SIMBADdata
ARICNSdata
其他命名
Rigil Kentaurus、Rigil Kent、Toliman、Bungula、FK5 538、CP(D)−60°5483、GC 19728、CCDM J14396-6050

α Cen A

Gl 559 A, HR 5459, HD 128620, GCTP 3309.00, LHS 50, SAO 252838, HIP 71683

α Cen B

Gl 559 B, HR 5460, HD 128621, LHS 51, HIP 71681

α Cen C(= Proxima Cen

LHS 49, HIP 70890

南门二α Cen半人马座α)位于天空南方的半人马座,英文名Alpha CentauriToliman,虽然肉眼分辨不出来,不过南门二实际上是一个三合星系统,其中一颗恒星是全天空第4明亮的恒星。[8][9]不过因为其中两颗恒星距离过近,肉眼无法分辨出来,所以它们的综合视星等为-0.27等(超过第3亮的大角星),绝对星等为4.4等。南门二也作为南十字星座最外围的指引而闻名,因为南十字星座的位置太过南边,所以大部分的北半球都看不到。传闻当年郑和下西洋,就是用它来指引方向。

南门二是距离太阳最近的恒星系,只有4.37光年(约277,600天文单位)。比邻星Proxima Centauri)通常被认为是这个恒星系的成员,距离太阳只有4.24光年[10][11]。因为南门二距离地球相对较近,所以在关于星际旅行冒险小说中,理所当然将它当成“第一个停靠港口”,并预测在人口爆炸时甚至会对这个恒星系进行开发与殖民活动。[12]这些观点通常也在科幻小说电子游戏中出现。[13][14]

2016年8月24日ESO(欧洲南方天文台)发布了他们的新发现——一颗位于比邻星附近的类地行星[15]

性质[编辑]

画家笔下的半人马座α星B和其行星
数字化巡天看南门二

南门二的视星等为−0.27[16],它在夜空中稍比天狼星老人星暗,并稍比大角星亮。在恒星亮度列表中(不计算太阳),半人马座α星A是夜空中第四亮的恒星,其视星等为−0.01>,稍比大角星(−0.04)暗。而半人马座α星B的视星等则为1.33,是夜空中第21亮的恒星。[17]

整个南门二系统的名称为半人马座α星AB,代表其恒星是围绕着一个质心公转。[18]而“半人马座α星AB-C”一名则是代表半人马座α星C是位于双星系统外围的伴星。部分旧文献更使用“半人马座α星A×B”这个名称,但最终因存在歧义而被废除。[19]

半人马座α星A[编辑]

半人马座α星A是南门二双星系统中的主星,稍比太阳大和亮。这颗类太阳主序星与太阳一样,都是黄色的[20],其恒星光谱分类为G2 V。[17]透过确定相互轨道参数,天文学家们得出其质量大于太阳约10%,而半径则大于太阳约23%。[6]恒星自转速度为2.7 ± 0.7 km·s−1,自转周期为22天,比太阳的自转周期(25天)稍短。[7]

半人马座α星B[编辑]

半人马座α星B是南门二双星系统中的伴星,稍比太阳小和暗。这颗主序星是橙色的[20],其恒星光谱分类为K1 V。[4][17]其质量约为太阳的90%,而半径则约为太阳的86%。[6]其恒星自转速度为1.1 ± 0.8 km·s−1,自转周期约为41天。[21]尽管半人马座α星B比半人马座α星A暗,但其释放出来的X射线的能量却比A多。[22]

半人马座α星C[编辑]

半人马座α星C,又称比邻星,是半人马座α三合星的第三颗恒星。这颗主序星是红色的,其恒星光谱分类为M5 Ve[17]或M5 VIe,代表它是一颗小型主序星或亚矮星。 其B−V色指数为+1.90,而质量则为0.123太阳质量,[23],或129木星质量[24]

恒星系统[编辑]

南门二是一个三合星系统,半人马座α星A与半人马座α星B是一对双星,距离太阳为4.24光年。第3个成员半人马座α星C是一颗红矮星,也称为比邻星,距离太阳为4.22光年(根据依巴谷卫星的资料),是已知最接近太阳的一颗恒星。[25]

南门二B的行星系[26]
成员
(依恒星距离)
质量 半长轴
(AU)
轨道周期
()
离心率 倾角 半径
b 1.13 ± 0.09 M 0.04 3.2357 ± 0.0008 ? ? ?

半人马座α星A与半人马座α星B[编辑]

半人马座α星A及半人马座α星B表面上与实际上的轨道

南门二中最大的成员是半人马座α星A。它是一颗G2V型的类太阳主序星,发出黄白色的光芒,在光度与体积上都稍微超过太阳。南门二中第二大的成员则是半人马座α星B。它是一颗K1V型的主序星,发出橘黄色的光芒,光度与直径都略逊于太阳。这两颗恒星互相绕转的轨道偏心率为0.52,其轨道周期为79.91年[27],它们之间最接近的距离为11.2 AU(16.7亿公里),约等于太阳与土星的距离。而它们之间最远的距离则为35.6 AU(53亿公里),约等于太阳与冥王星的距离。[27][28]其轨道存在巨大差异,全因这个双星系统的轨道离心率e = 0.5179。[27]透过双星系统的轨道根数,天文学家们得出这两颗恒星的质量总和约为太阳质量的两倍。[28][29]而A和B的质量则分别为太阳质量的1.09倍和0.90倍。[30]但是,近年的研究显示这两颗星的质量应该会再大一些:A的质量为太阳质量的1.14倍,B的质量为太阳质量的0.92倍[17],而总和质量则为2.06 倍。A和B的绝对星等分别为+4.38和+5.71。[17][31]恒星演化理论显示这两颗星要比太阳年老[6],其年龄介于50至60亿年,比太阳的年龄(45.7亿年)要老一些。[32][33]

在地球观察南门二时,其视轨道会随着时间改变。例如于2010年观察南门二时,两颗星之间的距离为6.74 弧秒,位置角为245.7°;而在2011年观察南门二时,两颗星之间的距离却变成6.04 弧秒,位置角为245.7°。[27]两颗星将会于2016年2月最接近对方,距离为4.0 弧秒,位置角为300°。[27][34]两颗星将会于2056年1月距离对方最远,而上一次的最远距离则发生于1976年2月。[27]在地球上观察南门二,两颗星之间的最大和最小距离差异为22 弧秒。[35]

比邻星[编辑]

比邻星为一颗红矮星,距离半人马座α星A与半人马座α星B大约是15,000天文单位(约0.21光年或南门二与太阳之间距离的1/20)。[18][31][32]比邻星可能以一个50万年或更久的圆形轨道来公转,也可能是以双曲线的轨道来运转,这有可能导致比邻星将在几百万年后离开这个恒星系。[36]因此比邻星有时被称为半人马座α星C[11]。比邻星与半人马座α星A及半人马座α星B之间的关系看起来并不全然是意外所造成的[37],因为它们在宇宙中大约以相同的轨道来运行[32][38],就像是一个恒星系统一样。[39]

艺术家想像画面,描述从南门二附近的行星观看南门二的情况

从地球上的角度来看,比邻星与半人马座α星A及半人马座α星B之间相隔了2度(大约是满月时角距离的4倍),而半人马座α星A及半人马座α星B之间则彼此相距40"。距离南门二最近的是巴纳德星(6.47光年),巴纳德星也是距离太阳第二近的恒星系统(5.96光年),也是第四接近太阳的恒星。[40]

太阳与南门二三合星系统的比较

可能的存在行星[编辑]

行星组成模式显示类地行星可以在接近半人马座α星A与半人马座α星B的位置来形成,但是类似木星土星类木行星则因为双星的重力影响而无法形成[41]。假定恒星类型、年龄与轨道稳定度相同的话,南门二被认为最有可能拥有一个适合外星生命存在的行星[42]。然而有一些天文学家认为如果南门二拥有任何类地行星的话,因为缺乏类木行星的存在,它们也可能会是干燥的。目前认为木星与土星这样的类木行星对于彗星进入内太阳系有决定性的影响,因此也提供内部的行星的来源。[43]然而如果半人马座α星B对于半人马座α星A扮演的角色类似类木行星与太阳之间的关系的话,这可能不是个问题。这两颗恒星的恒星光谱适合潜在的行星来孕育生命。[43][44]

已确认行星[编辑]

2012年10月16日,天文学家宣布在半人马座α星B旁发现一颗质量相当于地球的行星环绕[45][46]。该行星半人马座α Bb并不在母恒星的适居带内,并且与母恒星距离只有0.04天文单位,公转周期只有3.236日。它的表面温度预估大约至少是1200°C或1500 K[47][48]

2016年8月24日ESO宣布他们在比邻星旁边发现了一颗质量相当于地球的行星——比邻星b。该行星在母恒星适居带[49],与母恒星距离只有0.05天文单位,公转周期只有11.186日[50]。比邻星b从母恒星接收到的辐射量是地球从太阳接收辐射量的65%;但是比邻星b接受的X射线辐射量是地球的400倍[50]。它的半径至少是1.1 R[51]。比邻星b的表面温度预估为234 K(−39 °C)。

南门二的视野[编辑]

从南门二的附近来观测宇宙,将会看到许多地球上的观测者所看到的天体,大部分的星座几乎也没有变化,例如猎户座大熊座等。但是半人马座最明亮的一颗星将会消失,而太阳则会成为仙后座中一颗视星等为0.5等的恒星。大体来说,仙后座的外形将会从\/\/变成/\/\/,太阳将会位在阁道二的尾端。[52]

从南门二观测到的太阳

附近的明亮恒星,例如天狼星南河三会出现在一个差异很大的位置上。天狼星会成为猎户座的一部分,出现在距离参宿四2度的位置上,而且稍微比地球上观测到的还要黯淡(-1.2等)。而大角星北落师门织女星虽然与太阳和南门二均相距甚远,都会发生微小的移动。比邻星将会成为一颗不显眼的4.5等星,考虑到它距离半人马座α星A及半人马座α星B只有4分之一光年,这显示出比邻星是如此的黯淡。它在背景的星空中缓慢却持续的移动,在数十年的时间范围内能够被人们所查觉。[53]

如果有一颗行星环绕半人马座α星A或半人马座α星B,在这颗行星上,它们将会是非常明亮的双星。举例来说,如果距离半人马座α星A1.25天文单位的位置有一颗类似地球的行星的话(公转周期为1.34年),半人马座α星A的光度对于行星而言与太阳相似,而半人马座α星B则将会变暗5.7等至8.6等,但仍然会达到−21.0等至−18.2等,虽然比半人马座α星A黯淡190至2700倍,但仍然比满月明亮170至2300倍。相反的,如果距离半人马座α星B0.71天文单位的位置有一颗类似地球的行星的话(公转周期为0.63年),半人马座α星B的光度对于行星而言与太阳相似,而半人马座α星A则将会变暗4.6等至7.3等,但仍然会达到−22.1等至−19.4等,虽然比半人马座α星B黯淡70至840倍,但仍然比满月明亮520至6300倍。对于环绕其中一颗恒星的行星而言,第二颗太阳不至于对于气候或光合作用(约等于土星与太阳之间的距离)产生不良的影响。不过这意味着,大约有半年,夜空不是漆黑一片,而是深蓝色的,人们可以四处行走甚至可以不用人工照明来阅读。已知拥有行星的双星系统例如少卫增八,而且太阳系的巨型星周围都拥有卫星系统的存在,显示在这两颗恒星周围并不是不可能拥有类似地球的行星。许多行星猎人小组无法凭着视向速度在这个系统来发现任何巨型行星或棕矮星,如果它们存在的话将会撕裂任何位在或靠近适居区的类地行星。[53]

移动[编辑]

南门二与马腹一之间的相对移动

约4000年后,南门二的自行运动显示从地球上看起来,它将足够接近半人马座第2亮星马腹一,让它们看起来就像目视双星一样,实际上马腹一与南门二距离相当远。[54]

名称来源[编辑]

在中国二十八宿系统中,南门二是角宿的一部分,“南门”一名初见于《史记》,被认为是南天门(代表库楼的南门)。[55][56][57]

南门二系统也被称为Rigil Kentaurus[14],通常缩写成Rigil Kent[58][59],是从阿拉伯文رجل القنطورس‎”(Rijl al Kentaurus)演变来的[14],意为“半人马的脚”。不过根据拜耳命名法南门二更常被称为Alpha Centauri[60]

南门二的另外一个名称是Toliman,这个名称可能是从希伯来语或阿拉伯文的“الظلمان‎”(Al-Thalimain,意为鸵鸟)演变来的。[14]南门二有时也被称为Bungula[61],可能是从拉丁文ungula(意为“蹄”)转变而来的。[62]

科幻[编辑]

诸多科幻小说和电影以半人马座α为背景。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

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  57. ^ (中文) [ AEEA (Activities of Exhibition and Education in Astronomy) 天文教育资讯网 2006年6月27日]
  58. ^ Bailey, F., "The Catalogues of Ptolemy, Ulugh Beigh, Tycho Brahe, Halley, and Hevelius", Memoirs of Royal Astronomical Society, vol. XIII, London, 1843.
  59. ^ Spellings include Rigjl Kentaurus, Hyde T., "Ulugh Beighi Tabulae Stellarum Fixarum", Tabulae Long. ac Lat. Stellarum Fixarum ex Observatione Ulugh Beighi, Oxford, 1665, p. 142., Hyde T., "In Ulugh Beighi Tabulae Stellarum Fixarum Commentarii", op. cit., p. 67., Portuguese Riguel Kentaurus da Silva Oliveira, R., "Crux Australis: o Cruzeiro do Sul" 页面存档备份,存于互联网档案馆, Artigos: Planetario Movel Inflavel AsterDomus.
  60. ^ Davis Jr., G. A., "The Pronunciations, Derivations, and Meanings of a Selected List of Star Names,"Popular Astronomy, Vol. LII, No. 3, Oct. 1944, p. 16.
  61. ^ Burritt, E. H., Atlas, Designed to Illustrate the Geography of the Heavens, (New Edition), New York, F. J. Huntington and Co., 1835, pl. VII.
  62. ^ Hartung, E.J.; Frew, David Malin, David. Astronomical Objects for Southern Telescopes. Cambridge University Press. 1994. 

外部链接[编辑]

假定的行星与探测[编辑]