archershaun

【黑家人名科普/基础天文科普】Sirius——夜空中最亮的恒星

Sylvy:

(狗年来应景地搬一下旧科普)




Sirius(大犬座α,天狼星)是夜空中最为明亮的恒星,它拥有-1.46的视星等,比其它任何恒星(当然除了我们的太阳之外)都要远远明亮得多。然而Sirius会如此璀璨夺目,并不是因为它本身的亮度超过其它天体,而是因为它距地球的距离极近,只有8.6光年。至于绝对星等,Sirius(准确地说是Sirius A)并不比其它恒星高,比如夜空中第二亮的Canopus(船底座α,老人星)就有着远远超过Sirius的亮度(粗略计算大概是131.8倍)。


 


在这里,我来简单介绍一下视星等和绝对星等的差别和计算方法。视星等,顾名思义,是用来衡量恒星从地球距离观测时的亮度。而绝对星等则是距恒星特定距离下(10秒差距,也就是32.6光年)所观测到的视星等值。比如说,假设一颗恒星正好距地球32.6光年,那么它的视星等和绝对星等就是同样的数值。星等采用对数表示,星等越低代表亮度越高,两颗恒星星等相差1代表亮度相差100^(1/5)倍,也就是说星等相差5就代表亮度相差100倍。(Sirius的绝对星等是1.42,而Canopus的绝对星等则是-5.71,所以说它们亮度相差131.8倍。喜欢Sirius的人不用为了如此巨大的亮度差异而感到失落,毕竟Sirius还是比我们的太阳要明亮得多的,太阳的绝对星等是4.83,在宇宙中实在是黯淡得不成样子)


 


我们的太阳系是个单星系统,这在宇宙中其实是少数派。大部分恒星系统都包含多于一颗恒星,而Sirius也不例外,它是个双星系统,包含两颗恒星——Sirius A和Sirius B。我们所看到的亮度基本来自SiriusA,它是颗明亮的主序星,还正处壮年时期,质量为2太阳质量(你看,我们的太阳不仅亮度低,质量也低,在宇宙中简直毫无存在感可言)。Sirius A的光谱为A类型,有着明亮的蓝白色。在夜空无数的繁星之中,它是尤其美丽的一颗。


 


而Sirius B也曾经是这样一颗蓝白色的明亮恒星,直到它燃烧了自己大部分的质量,成为了一颗白矮星。白矮星是中低质量恒星演化的最后形态,也许我们可以将其比喻为恒星燃烧后的余烬。它们不再进行核聚变,曾经拥有的大部分质量早已被转化为能量,如今只剩下一团密度极高的电子简并物质。但它们仍然闪耀着残存的光泽,那是来自于它们仅剩的热能。我们的太阳也迟早会变为一颗白矮星,不过不用担心,早在那之前地球就会被红巨星阶段的太阳烤焦了。





(Sirius系统的双星)


 


Sirius位于大犬座(Canis Major),这是个四方规整的区域,在星座划分中实属少见。提到星座,有些人可能会误以为星座仅包含那些被连成独特形状的主要亮星,但实际上天文学中提到的星座是囊括我们所熟知的连成标志形状的亮星在内的,天球上的一整片区域。现代天文学将天球划分为88个星座,而这些星座又根据位置,特性和神话传说被归属到不同“家族”之中,比如我们熟知的黄道星座。


 


大犬座位于南天球,这是个明亮的区域,不仅因为夜空中最亮的恒星Sirius,也因为穿过其间的银河。另外,它还包含几个疏散星团,比如M41。(疏散星团是银河系内的恒星聚集而成的不规则星团)







 


Sirius还是冬季大三角的一个顶角,另外两个顶角则是Betelgeuse(猎户座α,参宿四)和Procyon(小犬座α,南河三)。Procyon和Sirius很像,都是由一颗主序星和一颗白矮星组成的双星系统。Betelgeuse则是一颗巨大的红超巨星,它足有11.6太阳质量。红超巨星是宇宙中在体积上最为庞大的恒星,它们是大质量的恒星演化的后期阶段,会在几百万年后将自身的氦元素耗尽,在超新星爆发之后坍缩为一颗中子星或者黑洞。





(冬季大三角 可以很明显地看到Sirius的显著亮度,和Betelgeuse的明亮红色。还有猎户座的标志形状。)




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PS:坐标北半球的小伙伴们,这个时节亮星云集的美丽夜空我来安利一发!大概八九点出门,就可以把HP里出现的星名都看个遍。首先最亮的Sirius和冬日三角很容易找到,猎户座明显的形状就在旁边,大三角的顶角之一——红色的参宿四Betelguese是猎户的右肩,而参宿五Bellatrix便是左肩。向正东望去可以看到从地平线升起的狮子座,最亮的那颗自然就是狮子座α——Regulus。天龙座Draco在正北的地平线上方,半环绕着小熊座,头部在接近地平线的位置,尾部位于大熊座(北斗七星)和北极星之间,不过比较暗不太容易看清。要找仙女座Andromeda的话,它在M形状的仙后座西边,著名的仙女座星系(M31)便位于其中央。




总之大家都来看星星嘛冬季和春季的夜空真的特别棒

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