织女星有哪些物理特性？

[正文]织女星有哪些物理特性？

　　本期天文现象将为你带来的是织女星有哪些物理特性？接下来跟随小编一起来看看吧！织女星的光谱型为a0v，是一颗主序星，颜色为白中透蓝，其核心正在发生氢变成氦的核聚变。

　　物理特性
　　织女星的光谱型为a0v，是一颗主序星，颜色为白中透蓝，其核心正在发生氢变成氦的核聚变。由于大质量的恒星比小质量的恒星核聚变更快，所以织女星停留在主序星的时间只有约10亿年，只有太阳的十分之一。将变成一颗m型的红巨星并失去大部分质量，最终成为一颗白矮星。织女星质量超过太阳的2倍，实际光度为太阳的37倍。织女星可能是一颗盾牌座δ变星，光变周期约为0.107天。

　　织女星核心产生的能量来自于碳氮氧循环（cno循环），这是一种以碳、氮、氧原子核为中介，把质子聚合为氦的核聚变过程。进行该核聚变过程需要大约1500万度的高温，高于太阳核心温度，也比太阳的质子-质子链反应效率还高。cno循环对温度高度敏感，紧邻的对流层将核心区聚变反应产生的“灰”均匀散布，对流层外围是辐射层，最外层则是大气层。这与太阳形成鲜明的对照：太阳的中心是辐射层，其外覆盖的是对流层。

　　天文学家已经对照“标准光源”对织女星的能量通量进行精确地测量。这颗恒星在波长为5480å的波段光通量为3,650jy，误差范围2%。氢的吸收光谱线在织女星的可见光谱中占据主导地位，特别是在电子主量子数n=2的巴耳末系。

　　其他元素的谱线相对来说比较微弱，其中比较强烈的谱线是电离的镁、铁、钙线。织女星的x射线辐射很微弱，这表明织女星的日冕肯定很微弱甚至不存在。因为织女星的极点朝向地球，所以极区日冕洞可能存在。天文学家可能难以证实日冕确实存在，因为许多x射线并不会随着可见光一起被恒星发射出去。

　　南比戈尔天文台（observatoire du pic du midi de bigorre）的一个天文学家小组使用磁分光偏振法侦测到织女星的表面存在磁场，这是天文学家首次在a型光谱型恒星、而不是ap和bp星这类化学丰度特殊的特殊星上侦测到磁场。其磁场视线方向的平均磁通量为？0.6±0.3高斯与太阳表面的平均磁场强度相当。织女星的磁场约为30高斯，而太阳约为1高斯。

　　可见性
　　在夏夜的北半球中纬度地区，织女星经常出现在天顶附近；而对于冬天的南半球中纬度地区，织女星一般低垂在北方的地平线上。由于织女星的赤纬是+38.78°，因此观测者只能在51°s以北的地区看见它。在南极洲以及南美的大部分地区，织女星不会升到地平线上。在+51°n以北的地区，织女星一直位于地平线上，成为一颗拱极星。织女星会在7月1日午夜左右通过天球子午线，当时的位置最接近天顶。

　　织女星位于一个称作夏季大三角的大范围星群中，夏季大三角包括天琴座的织女星、天鹰座的牛郎星以及天鹅座的天津四。这个三角形近似一个直角三角形，织女星位于其直角顶点上。由于附近鲜有亮星，所以夏季大三角在北部天空非常突出。

　　天琴座流星雨是一个大型的流星雨，每年在4月21~22日左右达到极大期。当小型流星以很高的速度进入地球大气时，它的物质将会蒸发并产生一道光。众多流星在流星雨期间从同一个方向出现，以观测者的角度来看，它们发光的尾迹似乎是从天空中的同一点辐射出去。天琴座流星雨的辐射点就在织女星附近，因此也常称为天琴座α流星雨。天琴座α流星雨实际上是由佘契尔彗星所引起的，与织女星没有任何关系。

　　自转
　　天文学家曾使用过干涉仪来精准测量织女星半径，结果显示它的半径为太阳半径的2.73±0.01倍。这个数值比天狼星的半径还大60%，但是恒星模型显示它应该只比天狼星大约12%，天文学家认为这是因为我们观测到高速旋转的织女星极区。高分辨率天文中心（chara）干涉仪在2005年至2006年之间的观测证实了这项推论。

　　织女星的自转轴与地球观测者的视线夹角不会超过5°。这颗恒星赤道附近的恒星自转速率约为274公里/杪（相当于自转周期为12.5小时），已达到因离心力效应而解体的速率上限93%。快速自转导致织女星形状明显变扁，赤道半径比极半径大23%。（织女星的极半径为2.26±0.02倍太阳半径，赤道半径为2.78±0.02倍太阳半径。）[8]地球上观测者的视线几乎正对着它的极区，因此织女星看起来比较大。

　　织女星的两极地区重力加速度大于赤道地区，所以天文学家根据冯·塞佩尔定理推断两极地区的光度也比赤道地区高。这种情况可以从恒星表面有效温度的变化上观测到：极区温度高达1万k，而赤道区域约为7,600k，所以赤道面的亮度仅为极区的一半。这种情况导致强烈的重力昏暗效应：相对于普通的基本球对称恒星而言，如果从极区方向观测织女星，它会比预期的还要黑暗。温度梯度还意味着赤道周围可能存在对流区，而其余的大气层基本都处于辐射平衡。

　　假如织女星是一颗普通球对称且缓慢自转的恒星，那么按当前测定的距离来说，它的绝对光度将是太阳的57倍，远大于同等质量普通主序星的绝对光度。实际上织女星的绝对光度约为太阳的37倍，而天文学家发现高速旋转现象解决了这个矛盾。

　　因为织女星长久以来都是望远镜标定的标准星（视星等≈0），高速旋转的发现可能将挑战那些将织女星视为普通球对称恒星的推论。随着其自转速度、自转轴倾角的确定，天文学家可望改进仪器的校准精度。

　　元素丰度
　　天文学家把原子量比氦更大的元素称为“金属”。织女星光球层的金属丰度只有太阳大气层金属丰度的32%。（跟织女星一样，天狼星的金属丰度也只有太阳的三分之一。）太阳的金属丰度（即比氦更重的元素丰度）约为zsol=0.0172±0.002。从丰度上来说，织女星只有0.54%的组成元素比氦更重。

　　因为金属含量异常的低，所以织女星是一颗牧夫座λ型星。然而光谱型a0-f0恒星为何出现如此罕见的化学组成仍旧是个未知数，可能这些化学成份已经扩散出去或恒星质量下降所造成的，虽然恒星模型显示这种情况通常只发生在恒星的氢燃烧阶段末期。这颗恒星诞生于金属含量异常低的气体尘埃等星际物质中则是另一种可能的原因。

　　天文学家观测到织女星的he/h比例为0.030±0.005，这比太阳低约40%，可能是由于其表面附近的氦对流层消失所引起的。能量传递被辐射层所取代可能导致这种与扩散作用大不相同的异常情况。

　　运动学
　　恒星的径向速度是该恒星沿着地球视线方向的运动分量。当织女星远离远离地球时，从织女星发出的光线频率会降低（偏向红色）；当它逐渐接近地球时，频率则会升高（偏向蓝色），因此天文学家可以借由测量恒星光谱的红移或蓝移量来计算恒星运动速度。天文学家对织女星的精确测量表明其红移值为？13.9±0.9公里/秒，负号表示其相对运动朝向地球。

　　恒星的自行会使得恒星相对于更遥远的背景恒星位置产生变化。天文学家对织女星的精确测量显示它的自行为：赤经方向202.03±0.63毫弧秒/年，赤纬方向287.47±0.54弧秒/年。织女星的总自行为327.78弧秒/年，所以它的位置在11,000年之内会移动一度之多。

　　织女星在银河坐标系统中的空间速率分量为（u,v,w）=（?16.1±0.3，?6.3±0.8,?7.7±0.3），总空间速率为19公里/秒。面向太阳方向的径向速率分量为?13.9公里/秒，而切向速率为9.9公里/秒。虽然织女星只是夜空中第五明亮的恒星，但是因为其逐渐接近太阳而缓慢地变亮。织女星大约在210,000年后将成为地球夜空中最明亮的恒星；然后在290,000年后达到最高峰（视星等为-0.81），它将是夜空中最明亮的恒星长达270,000年。

　　织女星的运动数据显示它属于北河二移动星群的成员，但是织女星的年龄比其他成员都老，所以是否真有这样的集团仍有争议。北河二移动星群大约有16颗恒星，包含天钩五、氐宿增七、氐宿一、北河二及北落师门。这些恒星在宇宙中以共同的速度朝向同大致的方向运动，并有共同的起源，都诞生自同一个疏散星团。北河二移动星群年龄估计介于1至3亿年间，平均空间速度为16.5公里/秒。