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第377章 觀星

張曉辰發現在距離上距離太陽較勁的還有沃爾夫359英文:of359),它是一顆小且昏暗的型紅矮星,位於獅子座內,鄰近黃道,與地球的距離只有大約7.8光年。沃爾夫359非常暗淡,它的視星等是13.5等,需要大望遠鏡才能看見,是目前已知離太陽系第五近的恆星,只有南門二三合星系統和巴納德星比它更靠近地球。由於它離地球很近,因此在幾部科幻小說中被提及。

沃爾夫359是已知最暗、質量最低的恆星之一。

在稱為光球的發光層,它的溫度約為2800k,這對於化合物的形成和存活來說已經足夠低了。在光譜中觀察到了化合物,例如水和一氧化鈦(ii)的吸收線。沃爾夫359的表面的磁場遠比太陽的平均磁場強。由於對流引起的磁活動,沃爾夫359是一顆耀星,其光度會突然增加幾分鐘。這些耀斑發出強烈的x射線和γ射線輻射爆發已被太空望遠鏡觀測到。沃爾夫359是一顆相對年輕的恆星,年齡不到10億歲。該恆星被懷疑有兩個行星伴星,但到目前為止還沒有發現碎片盤。

沃爾夫359第一次引起天文學家的注意是因為相對於背景的橫向運動速度相對較高,被認為是正常的運動。高速的正常運動可以表明恆星位於附近,因為更遠的恆星必須要以更高的速度運動才能獲得相同的穿過天球的角速度。這顆恆星的自行在1917年首度被德國天文學家馬克斯·沃夫透過天文攝影的方法測量出來。在1919年,他發表了超過一千顆有高自行運動的恆星星表,其中就包括這顆至今仍以他的名字命名的恆星。他將這顆星編號為359,這顆恆星根據目錄後來被稱為沃夫359。

1928年,威爾遜山天文臺首度測量出沃爾夫359的視差,並且提出了報告,期數值0.409±0.009″。根據這個位置變化和地球軌道的已知大小,可以估計到恆星的距離。在1944年發現vb10之前,它一直都是質量最低、光度最暗的恆星。這顆恆星的紅外星等是在1957年測量的。1969年,1969年,在沃爾夫359的光度中觀察到一個短暫的耀斑,將它與一類稱為耀星的變星聯絡起來。<6.5,但是有些不同的來源會將它的光譜歸類為5.5、6或8。型恆星又被稱為紅矮星:之所以被稱為紅色的原因,是因為恆星的能量輻射主要集中在光譜的紅色和紅外區域。沃爾夫359的亮度極低,釋放出的能量只有太陽的0.1。如果它被移動到太陽的位置,它看起來會比滿月亮十倍。

據估計,沃爾夫359約佔太陽質量的9,剛好高於恆星透過質子質子鏈反應進行氫核聚變的最低極限:太陽質量的8低於最低極限的星體被稱為褐矮星)。沃爾夫359的半徑估計為太陽半徑的16,大約110,000k。相比之下,木星的赤道半徑為71,492k,是沃爾夫359的65。

整個恆星都在進行對流,由此在核心產生的能量透過等離子體的對流運動被傳送到表面,而不是透過輻射傳輸。這個迴圈重新分散了恆星核融合產生的氦在整個恆星核心的積累。這個過程將允許恆星比其他恆星例如太陽,在那裡,氦穩定的聚集在核心)有更長的時間作為氫聚變恆星保留在主序星的階段。結合由於其低質量而導致的較低氫消耗率,對流將允許沃爾夫359在大約億年的時間內繼續保持主序星狀態。

哈勃太空望遠鏡對這顆恆星的搜尋沒有發現伴星的存在,但是在那以後已經發現了兩顆候選行星。沒有探測到過多的紅外輻射,這可能表明它周圍的軌道上沒有碎片盤。凱克2天文臺使用近紅外光譜儀nirspec)對這顆恆星的徑向速度測量沒有發現任何可能表明軌道伴星存在的變化。這種儀器足夠靈敏,可以探測海王星或更大質量的短週期伴星的重力擾動。

恆星外部的發光區域被稱為光球層。沃爾夫359的光球溫度為25002900k,足夠冷以使平衡化學發生。由此產生的化合物存在的時間足夠長,可以透過它們的光譜線觀察到。沃爾夫359的光譜中有很多分子的吸收帶,其中包括、feh、crh、h?o、gh、vo、tio和其中可能存在的caoh。因為光譜中沒有鋰線,這種元素一定已經被核心的核聚變消耗掉了。這表明這顆恆星必須至少有1億年的歷史。

光球之外是一個被稱為星冕的模糊高溫區域。在2001年,它成為除了太陽之外,唯一由地基天文臺觀測到星冕光譜的恆星。光譜顯示了fexiii的發射譜線,fexiii是一種高度離子化,已經被剝離了12個電子的鐵原子。這條線的強度可以在幾個小時內變化,這可能是微耀斑加熱的證據。

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沃爾夫359被歸類為鯨魚座uv型的耀星,那是一顆由於光球層中的磁活動,其光度會經歷短暫的能量增加的恆星。它的變星標識是獅子座eonis)。沃爾夫359的耀斑發生率很高。根據哈勃太空望遠鏡的觀測,在2小時的週期內觀測到32次的耀斑事件,釋放出的能量達到1027爾格1020焦耳),甚至更高。

它的平均磁場強度大約為2200高斯0.22特斯拉),但是在6個小時內就會有很大的變化。相較之下,太陽的磁場平均是1高斯100微特斯拉),但是在太陽黑子活動的地區可以達到3000高斯0.3特斯拉)。

在耀斑活動期間,觀察到沃爾夫359發射x射線和γ射線。

恆星的旋轉引起光譜的多普勒頻移。平均而言,這導致其光譜中的吸收譜線變寬,譜線寬度隨著更高的旋轉速率而增加。然而,只有觀察者方向上的旋轉運動可以用這種方法測量,因此所得資料提供了恆星旋轉的下限。沃爾夫359的赤道投影自轉速度小於3ks,低於檢測到的譜線致寬的數值之下。

這種低轉速可能是恆星風失去角動量造成的。在時間尺度上,一顆恆星維持光譜型別為6的時間大約是100億年,因為像這樣一顆有著完全對流的恆星有著相對較慢的自轉機制。然而,恆星演化模型指出這是顆較為年輕的恆星,年齡不會超過10億年。

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