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太阳的邻居都长什么样?

太阳的邻居都长什么样?

作者: 兜八 | 来源:发表于2018-04-27 09:27 被阅读35次

    最近一篇介绍太阳近邻恒星的研究论文开头是这样写的,“人类会本能地探索周围的环境,即使在宇宙中也是如此。所以太阳周围的恒星在人类的精神世界中就有一种特殊的象征意义”。

    在1994年,一群天文学家开始搜寻太阳周围32.6光年内的所有的恒星,为此他们专门成立了一个组织,名叫the REsearch Consortium On Nearby Stars,简称RECONS(他们的网站www.recons.org)。当时在这一范围内已知的恒星系统为191个,经过20多年的努力,现在这一数字达到了316个。据他们估计,这一范围内超过90%的恒星系统都已经被发现了。这316个恒星系统中大多是单星系统,也有一部分多星系统。

    已知的32.6光年以内恒星的数目随着时间的增加,图片来自https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf

    天文学家们需要测量这些恒星的距离才知道它们是否是太阳的邻居。如何测量这些恒星的距离呢?先举一个例子,你把一根手指放在鼻尖的前面,当你分别用左眼和右眼看时,手指相对于前面墙的位置会移动,这叫做视差。移动的张角可以测量,两眼之间的距离也可以测量,那么根据三角函数就可以计算手指和眼睛之间的距离了。当我们在春夏秋冬不同的时期观测一颗恒星,它在天空中的位置会发生变化,根据变化的张角和地球到太阳的距离,我们就可以计算出恒星的距离了,这个方法叫做三角视差法。张角为1角秒时,对应的距离被定义为1秒差距(大约是3.26光年),秒差距也是天文上常用的距离单位。对于太阳系附近的恒星,都可以用这个方法测量距离。这次RECONS发表的最新论文,就是在10秒差距内又新发现了44个恒星系统,把总数增加到了316个。

    那么这316颗恒星都是什么类型的呢?和我们的太阳一样么?我们首先介绍一下恒星的分类。恒星可以通过光谱分为OBAFGKM七种类型,天文学家还有一句口诀帮助你记住这七种类型,“Oh Be A Fine Girl, Kiss Me!”。不同类型的恒星温度也不同(见下图),恒星越大,温度越高,光度也越高。我们的太阳是G型恒星。这316个恒星系统中没有O、B型恒星,只有4颗A型恒星和8颗F型恒星,和我们太阳一样的G型恒星有18个,F型恒星29个,M型恒星222个,还有37个褐矮星和9个白矮星。可见太阳的邻居大部分是小个头的M型恒星,大个头的恒星数目很少,我们太阳比它的大部分邻居都高大的多。

    恒星的光谱分类和每一类恒星的温度。恒星越大,温度越高,光度也越高。图片来自Wikimedia Commons user LucasVB, additions by E. Siegel

    这316个恒星系统中,迄今共发现了56颗行星围绕着26个恒星系统运行,其中距离最近的就是比邻星b(关于它的介绍,可看《最近的系外行星比邻星b,到底宜居么?》),距离我们4.2光年。

    RECONS已经将他们的搜寻范围扩展到了25秒差距(81.5光年),相关的结果可以在网站上查找(有能力翻墙的可以观看这个视频,https://www.youtube.com/watch?v=up_MqNBv0FE)。Gaia 是欧空局的一颗天文卫星,它的任务就是为整个银河系绘制三维星图。前两天Gaia发布了第二批次的数据(可以参看另一篇文章https://www.jianshu.com/p/442acba7fc21),可能从这些数据中还能找到一批新的太阳的近邻,让我们共同期待人类对太阳周围环境的探索取得更大进展。

    参考资料:

    https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/04/24/6-facts-you-never-imagined-about-the-nearest-stars-to-earth/#36b1a83e4166

    https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf

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