天狼伴星

人类发现的第一颗白矮星

天狼伴星（天狼β星）是人类发现的第一颗白矮星。它体积很小，但密度特别大，是水密度的三万倍。这颗星是1862年天文学家用望远镜观察到的，1915年才确定它的白矮星身份。天狼星其实是一个由两颗恒星组成的双星系统，其中，一颗是夜空中所能看到的最亮的恒星－天狼星α，另外一颗则是天狼伴星－天狼星β。这两颗恒星距离地球约8.6光年，环绕它们之间引力中心旋转一周的时间为50年。由于天狼α的亮度有天狼β星的一万倍之多，因此，人眼通常能看到的只是天狼星α，天狼星α的高亮度也影响了科学家们对天狼β星进行精确观测。

行星简介

1844年，德国天文学家贝塞尔根据它的移动路径出现的波浪图形推断天狼星是一颗双星，因为该星在附近空间中沿一条呈波形的轨迹运动，从而得出它有一颗伴星和绕转周期约为50年的结论。这颗伴星于1862年被美国天文学家克拉克（A.Clark）用他自制的当时最大的口径470mm折射天文望远镜

组成双星的两颗恒星都称为双星的子星.其中较亮的一颗，称为主星；较暗的一颗，称为伴星.主星和伴星亮度有的相差不大，有的相差很大.有许多双星，相互之间距离很近，即使用现代最大的望远镜，也不能把它们的两颗子星区分开.但是，天文学家用分光方法得到的光谱，可以发现它们是两颗恒星组成的.这样的双星，称为分光双星.于是，上面说的可以用望远镜把两颗子星分辨开来的双星，相应地就称为目视双星.

一颗恒星要经过主序星和红巨星阶段才会成为白矮星。天狼星β成为白矮星时的年龄比它现在的年龄小一半多一点，约为1亿2千万年前。还是一颗主序星时它估计有5个太阳质量大。天狼星β最初由碳及氧元素组成，这两种元素是形成天狼星B的已死亡恒星里的氦核聚变产生的。这些元素被更轻的元素覆盖，并根据质量来分层，因为天狼星β有着高表面重力。因此，天狼星B的外层大气层几乎为纯氢，宇宙中最轻的元素，光谱中也找不到任何其它元素。

发现过程

历史背景

月朗星稀的夜晚，在深邃高远的天幕上，人们很容易看见一颗明亮耀眼的恒星，它就是天狼星。

人们很早就知道天狼星，但在19世纪上半叶之前，却无人知道它是双星——它还有一颗奇特的伴星。

德国有位天文学家叫贝塞尔。1834年，他在观察中发现天狼星的运动有些与众不同。绝大部分星体的运动都有沿着大圆的弧，但天狼星的运动轨迹却是呈波浪形的曲线。

猜测

“天！我该不会看错吧！”贝塞尔有些怀疑自己的观察结果，“我得再确证一下，可别闹出笑话。”

经过进一步认真细致的观察，贝塞尔终于确证：天狼星的运动的确呈波浪形的曲线。

“奇怪，这是怎么回事呢?”贝塞尔疑惑不解，陷入了沉思中。这个现象引起了贝塞尔极大的兴趣，他下决心要弄它个水落石出。根据天体力学理论，在正常情况下，星体运动呈弧线，从弧线变为波浪形的曲线，必定是受到某种外力作用的结果。

于是，贝塞尔开始寻找产生这种外力的物体。他知道，能够迫使天狼星改变运动轨迹的物体，只能是星球——只有星球才能

产生如此巨大的万有引力。而且，这另一颗星球必定紧挨着天狼星，才会使它的运动轨迹一直呈波浪形的曲线。

可是，尽管贝塞尔全神贯注地在天狼星附近搜寻，但他的天文望远镜中始终没有出现那颗紧挨着的星球。有人劝道：“那颗星球也许并不存在，要不然怎么会发现不了呢?”

贝塞尔充满自信地说：“不，它一定存在，也许它正巧被天狼星挡住了。只要坚持观察，总有一天我会看见的。”

计算

然而，让贝塞尔失望的是，他始终未能发现这颗预想中的伴星。但贝塞尔并没有因此而改变自己的看法，他认定那颗伴星一定存在。为了证实自己的观点，贝塞尔又另辟路径——从理论上进行详细的论证和计算。

贝塞尔计算的结果，从理论上再次证实了自己的想法。临终前，他不无遗憾地说：

“天狼伴星一定存在，可惜我不能亲眼看见。”

贝塞尔并不知道，他之所以未能发现天狼伴星，是因为当时的天文观测设备落后的缘故——天狼伴星可不像天狼星那样巨大显眼，它是一颗很小很小的星体，只能发出微弱的光芒。

16年过去了，天文观测设备日益先进，连口径达18英寸的大型天文望远镜也出现了，天狼伴星的发现已指日可待。1862年，美国天文学家克拉克在用天文望远镜观测天空时，忽然想起了贝塞尔的断言，连忙将望远镜对准了天狼星。

发现

天哪！在巨大耀眼的天狼星旁边，果然看见了一颗暗红色的小星体在运动。

“这就是贝塞尔所说的天狼伴星！”克拉克兴奋地说。

在进一步的观察研究之后，克拉克惊奇地发现这颗伴星体积很小，它的核能枯竭，已经收缩到不能再小的地步了。

天狼伴星属于恒星演化到最后阶段的天体，这种天体被天文学家们称作“白矮星”。天狼伴星是人类最早发现的一颗“白矮星”。

关于天狼星

天狼星（sirius）

夜空里最亮的恒星，目视星等为-1.5等。它是大犬座中的一颗双星。双星中的亮子星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星，体积略大于太阳，温度则比太阳高得多。它距太阳系约8.6光年，只有除太阳以外最近恒星距离的两倍。古代埃及人认识到池该星偕日升起，即正好出现在太阳升起之前时尼罗河三角洲就开始每年的泛滥。而且他们发现，天狼星两次偕日升起的时间间隔不是埃及历年的365天而是365.25天。

德国天文学家于1844年报道，天狼星是一颗双星，因为该星在附近空间中沿一条呈波形的轨迹运动，从而得出它有一颗伴星和绕转周期约为50年的结论。这颗伴星于1862年被美国天文学家最先看到。天狼星及其伴星都在偏心率颇大的轨道上互相绕转，平均距离约为日地距离的20倍。尽管亮星光芒四射，用大望远镜还是不难看到那颗7等的伴星。伴星的质量与太阳差不多，密度则比太阳大得多，是第一颗被发现的白矮星。

天狼星是大犬座α，是全天最亮的恒星。天狼星是由甲、乙两星组成的目视双星。甲星是全天第一亮星，属于主星序的蓝矮星。乙星一般称天狼伴星，是白矮星，质量比太阳稍大，而半径比地球还小，它的物质主要处于简并态，平均密度约3.8×106/立方厘米。甲乙两星轨道周期为50.090±0.056年，轨道偏心率为0.5923±0.0019。天狼星与我们的距离为8.65±0.09光年。天狼星是否是密近双星，与天狼双星的演化有关。

古代曾经记载天狼星是红色的，这为我们提供了研究线索。1975年发现了来自天狼星的X射线，有人认为这可能是乙星的几乎纯氢的大气深层的热辐射，有人则认为这可能是由甲星或乙星高温星冕产生的，至今仍在继续研究。据1980年资料，高能天文台2号卫星分别测得甲星和乙星的0.15～3.0千电子伏波段X射线，得知乙星的X射线比甲星强得多

冬季星空，从猎户座三星向东南方向看去，一颗全天最亮的恒星在那里放射着光芒。它就是大犬座α星，中国古代也叫它天狼星。天狼星的视星等为－1.45m，距离我们只有8.6光年。

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