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2023 年 08 月 22 日 星期 放大 缩小 默认 
科普中国
为什么牛郎星与织女星
相隔银河 相会无期

见习记者 刘峰汛

  “迢迢牵牛星,皎皎河汉女。纤纤擢素手,札札弄机杼……”牛郎织女的传说源于人们对自然天象的崇拜,后来发展成为七夕节。每逢七夕,古代女性会向着天上的织女星和牛郎星许愿,希望自己能有智慧的头脑、灵巧的双手与美好的姻缘。作为两颗类似于太阳的恒星,牛郎星与织女星相隔着银河,却永远无法相遇。它们之间又有着怎样的故事呢?

  牛郎星与织女星的前世今生

  在古代星官体系中,牛宿星官由6颗星组成,位于银河的东岸,像两个倒置的三角形,一上一下,很有特点,不过上面的那个三角形更大一些,亮一些。而下面的小三角形正好位于黄道上,这几颗星组成了一个头上有两角,却只有三只足的牛,因此古人称其为“牵牛”。这头“牛”的南边有9颗小星,组成了天田,是它耕作的地方,再向南看,在接近南方地平线的地方,是“九坎”9星,坎是蓄水的低地,用于灌溉农田。牛宿的东面紧挨着的是“罗堰”3星,是类似水库的水利设施。

  在汉朝以前,牛宿是冬至点所在的星宿,历来受到观天者的重视。这在《史记·天官书》中有明确记载。同时被记载的还有牛宿中的织女3星。织女3星位于牛宿的北部,其中的织女一星是全天第五亮星,仅次于大角星,因此又常直接称为织女星。由于织女星的亮度接近0等,因此不少天文学家以织女星来作光度测定的标准牛宿与女宿在汉代天文星图中常被画成牵牛的小人,和席地纺线的女子,近现代学者认为牛郎织女最早可能是源于牛宿与女宿,后来才演变成如今的牛郎星与织女星。

  永远无法相遇的恒星

  地球是太阳系8颗行星中比较小的一颗,相比之下,太阳非常庞大,它占了太阳系天体总质量的99.9%。但与银河系里其他恒星相比,太阳只是一个毫不起眼的“小弟”。银河系有几千亿颗恒星,这些恒星大多数都比太阳大,因为它们距离地球太遥远,看起来是些小光点。

  银河系是一个棒旋星系,它的直径超过16万光年,其厚度仅约2000光年,因此它看起来像一面薄薄的星盘,只是中心位置厚一些,大约有1万光年。

  由于太阳位于银河系之中,所以从我们地球的角度看银河,它只是天空中一条由繁星组成的光带。

  据重庆市科学传播专家团成员、重庆大学天体物理教授李芳昱介绍,牛郎星和织女星相距16.4光年,换算后大约是155万亿千米。这是什么概念呢?牛郎星以光速向织女星奔去,也需要16年的时间,更何况这两颗恒星的移动速度远不及光速。由此可以看出,牛郎与织女相会有多么艰难。

  名副其实的“姐弟恋”

  李芳昱形容道:“若将牛郎星与织女星的形成时间做比较,那么他们将是名副其实的‘姐弟恋’。”

  牛郎星,又名河鼓二或天鹰座α,在星空观测中,是夏季大三角中的一角。它和天鹰座β星(河鼓一)、天鹰座γ星(河鼓三)的连线正指向织女星。

  牛郎星是恒星光谱A型中的主序星,位于赤经19时48.3分,赤纬8度44分,距离太阳系16.7光年。它的质量是太阳的1.7倍,直径为太阳的1.8倍,亮度是太阳的10.6倍,表面温度约7000摄氏度。

  此外,牛郎星还是非常年轻的恒星。据天文学家估计,牛郎星的形成时间仅有数亿年,牛郎星内核都是由氢的核聚变反应产生的氦构成。在其寿命达到35亿年左右时,由于氢原料的耗尽而向内收缩,形成红巨星,最终演化成白矮星。

  织女星,又名织女一或天琴座α,距离地球约25光年,是天琴座中最明亮的恒星,它和附近的几颗星连在一起,构成的图案像极了一架七弦琴。织女星是一个扁球体恒星,赤道半径比两极大19%,它的表面温度接近9000摄氏度,呈青白色。织女星的个头比牛郎星还要大,其半径为太阳的2.3倍。织女星的质量是太阳的2.1倍,所以消耗燃料的速度也较快。据估计,织女星的寿命仅为太阳寿命的十五分之一,而当前织女星已走完自己美好生命(主序星阶段)的三分之一了。

  在地球北半球的夏天,观测者多半可在天顶附近的位置用肉眼见到织女星。因岁差现象,织女星大约在公元前12000年曾是北半球的极星,并在公元14000年将再度成为北极星。

  (本文科普知识点由重庆市科学传播专家团成员、重庆大学天体物理教授李芳昱提供指导)

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