米拉星

米拉星

米拉,距地球420光年,是鯨魚座的ο星(希臘字母“ο”讀作“奧密克戎”)是一顆十分重要的變星,它最亮的時候能達到2等,而它最暗的時候可以到10等——這時就得鯨魚座ο星(我國古代稱之為“蒭藁增二”)是人們最早發現的變星,那還是1596年8月的事了。 可它後來逐漸變暗,兩個月後就再也看不見了。 直到1619年2月,人們才再次發現它。以後,它又逐漸變暗,幾個月後就在茫茫星空中消失了。又過了60年,天文學家總算搞清楚了,原來它是顆周期為330天的變星。其實這330天也只是個平均數,它的變光周期根本就不固定,最短時可到310天,而最長時又達355天。它可真不愧是顆“奇異之星”。用望遠鏡看了,因此西方人稱它是“奇異之星”。

基本介紹

  • 中文名:蒭藁增二
  • 外文名:Mira(米拉)
  • 別稱:鯨魚座68,鯨魚座ο
  • 分類:恆星
  • 質量:1.18太陽質量
  • 直徑:664-804太陽直徑
  • 表面溫度:2980K
  • 逃逸速度:63.8km/s
  • 視星等:0.2~10.1
  • 絕對星等:0.93
  • 赤經:02h 19m 20.79s
  • 赤緯:-02° 58′ 39.5″
  • 距地距離:420ly
  • 星座:鯨魚座
  • 變星類型脈動變星(米拉變星)
  • 星官:蒭藁(昂宿)
  • B-V色指數:1.42
  • U-B色指數:1.09
  • 視差:7.79 ± 1.07 毫角秒
  • 光譜分類:M5IIIe-M9IIIe
  • 亮度:11000太陽亮度
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蒭藁增二(米拉)

蒭藁增二ο Cet/鯨魚座ο、讀音:chú gaǒ zēng èr)是一顆紅巨星,位於鯨魚座,距離地球約418光年,英文名Mira,直譯為米拉

變化

藁增二是一對聯星,主星蒭藁增二A是紅巨星,伴星蒭藁增二B是白矮星。蒭藁增二A本身是一顆振盪的變星,可能是除了大陵五之外,第一顆被發現的非超新星變星。而除了怪異的船底座η之外,蒭藁增二是天空中最明亮的周期變星,但在周期內部分的時間會成為肉眼看不見的10等星。他的距離並不是很正確的,在希巴谷衛星探測之前被認為是約220光年,(1)之後的資料認為是417光年,但是誤差可能高達14%。

發現

伴星是在1995年由哈柏太空望遠鏡拍攝的影像中解析出來的,在1997年推導出伴星與主星相距70AU哈柏的紫外線影像和後來錢卓望遠鏡的X射線影像顯示有一道螺旋的氣流離開蒭藁增二A朝向蒭藁增二B而去。伴星圍繞米拉的軌道周期約為400年。
蒭藁增二是長周期的"米拉變星"的"樣本"恆星,他和其他已知道的6,000多顆都是紅巨星,這類以表面的振盪造成光度增加與減少的變星,周期範圍從80天至超過1,000天。在蒭藁增二個別的情況中,平均光度為可以被注意到的3.5等星。在每一個周期的變化中,當光度增加時可以亮達2.0等,降低時則降至4.9等,光度變化的範圍達到15倍,而在歷史上的紀錄則是這個數值的三倍甚至還要更高。歷史上曾記錄到的最低光度在8.6到10.1等之間,在星等上差了四等級,整個擺動範圍的絕對最大和絕對最小值的差距達到1,700倍。有趣的是,雖然蒭藁增二輻射出的能量多數都在紅外線,但在這個波段的光度變化只有兩個星等,(2)光度曲線的變化大約是以100天的時間增加,然後以兩倍長的時間下降,在BAV([1])可以看見最近的光度曲線。

歷史

蒭藁增二是天文學家大衛·法布里奇烏斯在1596年8月3日開始一系列的觀測之後被發現的(至少也是第一次被注意到)。在觀測水星的時候,他因為需要一顆參考星來做位置的比較,挑選了一顆鄰近而先前未曾注意到的3等星。到了8月21日,這顆參考星的光度增加了一個星等,到了10月卻暗至看不見。法布里奇烏斯假設它是一顆新星。 有趣的是, 在1609年的2月16日又看見了這顆星。
終於,約翰·霍華德測量出這顆恆星的變光周期大約是11個月;約翰·赫維留也在同時段觀測,並因為在天空中沒有任何一顆已知的恆星有像他一樣的行為,所以在1662年的《Historiola Mirae Stellae》中將之命名為"米拉"(意思是奇妙的星)。然後Ismail Bouillaud認定他的周期是333天,比所用的332天只多了一天(這是可以寬恕的,因為蒭藁增二的周期是可能隨著時間而有少許改變的)。
這是值得深思的,為何在法布里奇烏斯之前沒有人發現蒭藁增二。可是,大陵五的歷史(在1667年確認是變星,但在傳說和追溯古代的文物,他已經被懷疑上千年了),則建議可能也早就知道了。卡爾(Karl Manitius),依巴谷著作《阿拉托斯的評論》的譯者,指出在紀元前二世紀的一些檔案中就有關於蒭藁增二的線索,但在望遠鏡發明以前的西方世界其他的著作中--托勒密,al-Sufi,烏魯伯格,和第谷·布拉赫--都沒有提到,而認為是顆規則的恆星。在中國和韓國的檔案中,分別於1596年、1070年和與依巴谷同時代的西元前134年都有記載,但是中國的記載不夠精確,只紀錄了出現的星官(中國的星座),因而難以確認。

米拉變星

米拉變星是脈動變星,特徵是顏色非常紅,周期超過100天,而且光度變化超過一個視星等。它們已經是紅巨星恆星演化至非常後期(在漸近巨星分支),即將逐出外面的氣體殼層成為行星狀星雲,並將在數百萬年後成為白矮星

質量

米拉變星的質量被認為不會超過兩倍的太陽質量,但是因為擴張而變得非常巨大的外殼使光度數百倍於太陽。擴張被認為肇因於半徑上的變化模式,因此整個恆星的膨脹和收縮是對稱的。這樣的結果是半徑和溫度都在變化,造成光度也隨之改變,脹縮的周期是恆星半徑和質量的函式。早期的模型假設米拉變星在過程進行中是球形對稱的(主要在保持電腦塑造模型的單純,而不是物理上的原因),但使用紅外光學望遠鏡陣列(IOTA)的觀察卻顯示有75%的米拉變星不是球形對稱的,這結果與早先米拉,本類變星的原型,單獨的圖像是一致的。所以現在急迫的需要使用超級電腦製作米拉變星的三維模型。

成分

雖然多數的米拉變星在行為和結構上有許多相似之處,但是由於年齡、質量、脈動方式、和化學成分上的差別,她們仍然有許多的歧異。例如,像變星天兔座 R的光譜有明顯的譜線,就顯示了核心的碳已經被輸送到了表面。這些物質在恆星附近經常會形成包圍著恆星的星際塵埃,也會造成恆星周期性的變暗和變亮。有些米拉變星也是邁射(MASER,microwave amplification by stimulated emission of radiation)的來源。

來源

有少部分的米拉變星看起來會隨著時間改變周期,在數十年到數個世紀(或接近千年)的時間中周期增長或縮短,這可能是肇因於恆星的熱脈動,使接近核心的氫殼層變得熱且密實,再度引發了核融合,這會改變恆星的結構,而造成周期的改變。

觀察過程

這種過程預期會發生在所有的米拉變星上,但是對發生在長達數百萬年的漸近巨星分支時期內的短期熱脈動(數千年),這只是千分之一不到的時間,也就是可能只有不到千分之一的米拉變星會在熱脈動的階段。但是多數的米拉變星 顯示出會一個循環接著一個循環的改變周期,或許非線性的行為會導致恆星氣體的外殼產生非對稱的球體。
米拉變星是有志於觀測變星業餘天文學家最普遍的目標,因為她們有戲劇性的亮度變化。有些米拉變星(包括米拉(鯨魚座ο)已經有長達一個世紀的可靠的觀測紀錄。

米拉變星的例子

米拉變星的星很多 ,如:米拉,天兔座 R,仙后座 R,仙女座 U,仙王座 T,天鵝座 χ,室女座 SS,獵戶座 S,長蛇座 R,長蛇座 W等。

天兔座 R

天兔座 R (R Lep),通常被稱為欣德的紅星,是位於天兔座鄰近波江座邊界的一顆米拉變星。在右邊的圖中以"R"標示出來。
它是一顆碳星,呈現出明顯的紅色。他以英國天文學家約翰·羅素·欣德之名為名,是因為欣德在1845年的觀測使它聲名大噪。它的光度在5.5至11.7等之間變化,周期是418至441天,但是最近的測量得到的周期是427.07天。胎可能還有一個長達40年的次要周期。
在它的光度最亮時,天兔座 R的顏色經常被認為是會強烈冒煙的紅色,但是這種感受是難以用言語來形容的。當他光度昏暗時,它的顏色會更紅,這個現象以14.5個月的周期反覆著。在這時,他很容易成為全天可見顏色最紅恆星的候選人,但這種看法仍有爭議。它之所以如此的紅,可能是外層大氣將可見光光譜中的藍色過濾掉了。這顆恆星的發現者,欣德在報告中說:"看來就像是一滴血在一個黑色的背景上。"

仙后座 R

仙后座R是一顆位於仙后座的M-型紅巨星,距離地球約348光年。它是一顆米拉變星視星等在+4.7和+13.5之間變化,平均視星等為9.97,光變周期為430.46天。

仙女座 U

仙女座UU Andromedae)是一個位於仙女座米拉變星。它的視星等在8.9到15.0等之間變化,變光周期347日。仙女座U由天文學家湯瑪斯·大衛·安德森於1894和1895年首次發現它的光度變化。

仙王座 T

仙王座T是一顆位於仙王座超巨星,距離地球約700光年。它是一顆米拉變星,直徑是太陽的540倍,是目前已知最大的恆星之一。

天鵝座 χ

天鵝座 χ(χ Cyg / χ Cygni)是在天鵝座的一顆米拉變星
天鵝座χ的光度變化是已知變星中最大的,標準是從5等變至13等,以最亮光度為準的平均變化周期為407天,而觀測到的光度極值分別是3.3與14.3等。因此,天鵝座 χ在最暗時要口徑30厘米以上的望遠鏡才能看見,而最亮時肉眼就能見到。它與地球的距離大約是345光年
天文學家Gottfried Kirch在1686年發現這顆變星。湯姆斯·狄克寫道:"馬拉爾蒂和卡西尼已經認定這顆星的周期是405天;但是依據Pigot先生的觀測,顯示它只有392天,或者是396、397或398天。"與之有關的詳情是:
  1. 當它最亮時,大約有兩星期感覺不出有可以察覺的光度變化。
  2. 它大約花3.5個月的時間從11等星增光至最大光度,並且以相同的時間減光;由於這個緣故,大約有6個月的時間看不見這顆星。
  3. 它並不是每次都達到相同的光度,有時達到5等星,有時只是7等星。
"它位於天鵝座的頸部附近,與輦道增七天鵝座β)和天津一(天鵝座γ)這兩顆星的距離相當,在天津四(天鵝座 α)的西南方約15度之處。

室女座SS

室女座SS是一顆明顯呈現紅色的米拉變星,它的變光範圍從9.5等至7.4等,周期為361天。它也被考慮是一顆半規則變星,因為在過去數十年內他的最大和最小亮度本身也是個變數。它因為富含,所以光譜類型是C6.3e,與雙子座T相似。室女座SS,與含碳的米拉變星一樣,有一條變化很大的H-α發射譜線,並與整體的光度變化同步,這條Hα譜線在變亮時顯得更為明顯。在近紅外波段上的觀測顯示,它的半徑是500倍太陽半徑,表面溫度介於2405-2485k

寶瓶座R

寶瓶座R (R Aqr) 是位於寶瓶座的一顆變星
寶瓶座R被認為是由一顆白矮星和一顆米拉變星組成的共生變星軌道周期大約是44年。為主的米拉變星是一顆紅巨星,光度變化的數量級高達數百倍,並且變光的周期稍長於一年,於1810年被卡爾·路德維希·哈丁發現是一顆變星。
經由引力的牽引,白矮星從紅巨星提取物質,偶而還會將多餘的物質彈射出,形成一些怪異的環路,連線成像是星雲的圖樣。因為它處於一個充滿塵埃的空間區域,藍色的光在到達我們這兒之前都已經被吸收掉了,因此整個系統看起來是偏紅的。
環繞著寶瓶座R的星雲稱為塞德布拉德211 (Cederblad 211)。依據Tom Polakis的說法,在1998年之前還沒有人成功的直接觀測這個具有挑戰性的天體。這個星雲可能是一顆類新星爆發的殘骸,日本的天文學家可能在西元930年觀測到此一事件。

獵戶座S

獵戶座S是一顆位於獵戶座的M-型紅巨星。它是一顆米拉變星,光變周期為420天,半徑從1.9個天文單位到2.3天文單位變化。

長蛇座 R

長蛇座 R 是在長蛇座的一顆米拉變星。長蛇座 R的星等變化從3.21等至11.00等,周期為389天。長蛇座 R 的周期會是緩慢的變化。在最大亮度時,這顆變星可以用裸眼看見,而在最暗時至少要口徑5厘米的望遠鏡才能看見。長蛇座 R與地球的距離大約是2,000光年,它的光譜分類是M7IIIe。

長蛇座 W

長蛇座 W是一顆位於長蛇座米拉變星。它距離地球在75至120秒差距之間,大約375光年
研究發現長蛇座W有激烈的水噴發現象,存在一個由灰塵和水蒸氣組成的廣泛盤狀物。這些噴發物覆蓋範圍在大約10.7天文單位(大約等於土星軌道的距離)到1.2秒差距(247000天文單位,大約等於太陽系奧爾特雲的距離)。

科幻中的米拉星

在距離它1-1.16光年的距離上還有一顆黃矮星,5顆行星環繞在周圍。其中一顆有生命存在,這顆星球和地球存在聯繫。最終造成了銀河系內2顆幾乎突破恆星極限的超高光度藍變星相撞,視星等竟達到-38.40等,這跟站在太陽上看到的太陽亮度一樣。
在保衛銀河系的過程中,米拉星天使起到了非常重要的作用。

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