織女星有哪些物理特性？

[正文]織女星有哪些物理特性？

　　本期天文現象將爲你帶來的是織女星有哪些物理特性？接下來跟隨小編一起來看看吧！織女星的光譜型爲a0v，是一顆主序星，顔色爲白中透藍，其核心正在發生氫變成氦的核聚變。

　　物理特性
　　織女星的光譜型爲a0v，是一顆主序星，顔色爲白中透藍，其核心正在發生氫變成氦的核聚變。由于大質量的恒星比小質量的恒星核聚變更快，所以織女星停留在主序星的時間只有約10億年，只有太陽的十分之一。將變成一顆m型的紅巨星並失去大部分質量，最終成爲一顆白矮星。織女星質量超過太陽的2倍，實際光度爲太陽的37倍。織女星可能是一顆盾牌座δ變星，光變周期約爲0.107天。

　　織女星核心産生的能量來自于碳氮氧循環（cno循環），這是一種以碳、氮、氧原子核爲中介，把質子聚合爲氦的核聚變過程。進行該核聚變過程需要大約1500萬度的高溫，高于太陽核心溫度，也比太陽的質子-質子鏈反應效率還高。cno循環對溫度高度敏感，緊鄰的對流層將核心區聚變反應産生的“灰”均勻散布，對流層外圍是輻射層，最外層則是大氣層。這與太陽形成鮮明的對照：太陽的中心是輻射層，其外覆蓋的是對流層。

　　天文學家已經對照“標准光源”對織女星的能量通量進行精確地測量。這顆恒星在波長爲5480&aring的波段光通量爲3,650jy，誤差範圍2%。氫的吸收光譜線在織女星的可見光譜中占據主導地位，特別是在電子主量子數n=2的巴耳末系。

　　其他元素的譜線相對來說比較微弱，其中比較強烈的譜線是電離的鎂、鐵、鈣線。織女星的x射線輻射很微弱，這表明織女星的日冕肯定很微弱甚至不存在。因爲織女星的極點朝向地球，所以極區日冕洞可能存在。天文學家可能難以證實日冕確實存在，因爲許多x射線並不會隨著可見光一起被恒星發射出去。

　　南比戈爾天文臺（observatoire du pic du midi de bigorre）的一個天文學家小組使用磁分光偏振法偵測到織女星的表面存在磁場，這是天文學家首次在a型光譜型恒星、而不是ap和bp星這類化學豐度特殊的特殊星上偵測到磁場。其磁場視線方向的平均磁通量爲？0.6±0.3高斯與太陽表面的平均磁場強度相當。織女星的磁場約爲30高斯，而太陽約爲1高斯。

　　可見性
　　在夏夜的北半球中緯度地區，織女星經常出現在天頂附近；而對于冬天的南半球中緯度地區，織女星一般低垂在北方的地平線上。由于織女星的赤緯是+38.78°，因此觀測者只能在51°s以北的地區看見它。在南極洲以及南美的大部分地區，織女星不會升到地平線上。在+51°n以北的地區，織女星一直位于地平線上，成爲一顆拱極星。織女星會在7月1日午夜左右通過天球子午線，當時的位置最接近天頂。

　　織女星位于一個稱作夏季大三角的大範圍星群中，夏季大三角包括天琴座的織女星、天鷹座的牛郎星以及天鵝座的天津四。這個三角形近似一個直角三角形，織女星位于其直角頂點上。由于附近鮮有亮星，所以夏季大三角在北部天空非常突出。

　　天琴座流星雨是一個大型的流星雨，每年在4月21~22日左右達到極大期。當小型流星以很高的速度進入地球大氣時，它的物質將會蒸發並産生一道光。衆多流星在流星雨期間從同一個方向出現，以觀測者的角度來看，它們發光的尾迹似乎是從天空中的同一點輻射出去。天琴座流星雨的輻射點就在織女星附近，因此也常稱爲天琴座α流星雨。天琴座α流星雨實際上是由佘契爾彗星所引起的，與織女星沒有任何關系。

　　自轉
　　天文學家曾使用過幹涉儀來精准測量織女星半徑，結果顯示它的半徑爲太陽半徑的2.73±0.01倍。這個數值比天狼星的半徑還大60%，但是恒星模型顯示它應該只比天狼星大約12%，天文學家認爲這是因爲我們觀測到高速旋轉的織女星極區。高分辨率天文中心（chara）幹涉儀在2005年至2006年之間的觀測證實了這項推論。

　　織女星的自轉軸與地球觀測者的視線夾角不會超過5°。這顆恒星赤道附近的恒星自轉速率約爲274公裏/杪（相當于自轉周期爲12.5小時），已達到因離心力效應而解體的速率上限93%。快速自轉導致織女星形狀明顯變扁，赤道半徑比極半徑大23%。（織女星的極半徑爲2.26±0.02倍太陽半徑，赤道半徑爲2.78±0.02倍太陽半徑。）[8]地球上觀測者的視線幾乎正對著它的極區，因此織女星看起來比較大。

　　織女星的兩極地區重力加速度大于赤道地區，所以天文學家根據馮·塞佩爾定理推斷兩極地區的光度也比赤道地區高。這種情況可以從恒星表面有效溫度的變化上觀測到：極區溫度高達1萬k，而赤道區域約爲7,600k，所以赤道面的亮度僅爲極區的一半。這種情況導致強烈的重力昏暗效應：相對于普通的基本球對稱恒星而言，如果從極區方向觀測織女星，它會比預期的還要黑暗。溫度梯度還意味著赤道周圍可能存在對流區，而其余的大氣層基本都處于輻射平衡。

　　假如織女星是一顆普通球對稱且緩慢自轉的恒星，那麼按當前測定的距離來說，它的絕對光度將是太陽的57倍，遠大于同等質量普通主序星的絕對光度。實際上織女星的絕對光度約爲太陽的37倍，而天文學家發現高速旋轉現象解決了這個矛盾。

　　因爲織女星長久以來都是望遠鏡標定的標准星（視星等≈0），高速旋轉的發現可能將挑戰那些將織女星視爲普通球對稱恒星的推論。隨著其自轉速度、自轉軸傾角的確定，天文學家可望改進儀器的校准精度。

　　元素豐度
　　天文學家把原子量比氦更大的元素稱爲“金屬”。織女星光球層的金屬豐度只有太陽大氣層金屬豐度的32%。（跟織女星一樣，天狼星的金屬豐度也只有太陽的三分之一。）太陽的金屬豐度（即比氦更重的元素豐度）約爲zsol=0.0172±0.002。從豐度上來說，織女星只有0.54%的組成元素比氦更重。

　　因爲金屬含量異常的低，所以織女星是一顆牧夫座λ型星。然而光譜型a0-f0恒星爲何出現如此罕見的化學組成仍舊是個未知數，可能這些化學成份已經擴散出去或恒星質量下降所造成的，雖然恒星模型顯示這種情況通常只發生在恒星的氫燃燒階段末期。這顆恒星誕生于金屬含量異常低的氣體塵埃等星際物質中則是另一種可能的原因。

　　天文學家觀測到織女星的he/h比例爲0.030±0.005，這比太陽低約40%，可能是由于其表面附近的氦對流層消失所引起的。能量傳遞被輻射層所取代可能導致這種與擴散作用大不相同的異常情況。

　　運動學
　　恒星的徑向速度是該恒星沿著地球視線方向的運動分量。當織女星遠離遠離地球時，從織女星發出的光線頻率會降低（偏向紅色）；當它逐漸接近地球時，頻率則會升高（偏向藍色），因此天文學家可以借由測量恒星光譜的紅移或藍移量來計算恒星運動速度。天文學家對織女星的精確測量表明其紅移值爲？13.9±0.9公裏/秒，負號表示其相對運動朝向地球。

　　恒星的自行會使得恒星相對于更遙遠的背景恒星位置産生變化。天文學家對織女星的精確測量顯示它的自行爲：赤經方向202.03±0.63毫弧秒/年，赤緯方向287.47±0.54弧秒/年。織女星的總自行爲327.78弧秒/年，所以它的位置在11,000年之內會移動一度之多。

　　織女星在銀河坐標系統中的空間速率分量爲（u,v,w）=（?16.1±0.3，?6.3±0.8,?7.7±0.3），總空間速率爲19公裏/秒。面向太陽方向的徑向速率分量爲?13.9公裏/秒，而切向速率爲9.9公裏/秒。雖然織女星只是夜空中第五明亮的恒星，但是因爲其逐漸接近太陽而緩慢地變亮。織女星大約在210,000年後將成爲地球夜空中最明亮的恒星；然後在290,000年後達到最高峰（視星等爲-0.81），它將是夜空中最明亮的恒星長達270,000年。

　　織女星的運動數據顯示它屬于北河二移動星群的成員，但是織女星的年齡比其他成員都老，所以是否真有這樣的集團仍有爭議。北河二移動星群大約有16顆恒星，包含天鈎五、氐宿增七、氐宿一、北河二及北落師門。這些恒星在宇宙中以共同的速度朝向同大致的方向運動，並有共同的起源，都誕生自同一個疏散星團。北河二移動星群年齡估計介于1至3億年間，平均空間速度爲16.5公裏/秒。