南門二(半人馬座α)

南門二

半人馬座α一般指本詞條

南門二（Rigil Kent），即半人馬座α星（α Centauri），位於半人馬座，是一個三合星系統，是距離太陽最近的恆星系統。南門二的總視星等約為-0.27等，南門二A星（即三顆恆星中最亮的一顆）視星等為-0.01等，總絕對星等為4.4等，習慣上將其作為全天第三亮星。南門二因也作為南十字座最外圍的指引而聞名。

該系統有三顆星，分別為南門二A（α Centauri A）、南門二B（α Centauri B）、比鄰星（Proxima Centauri）。比鄰星通常被認為是這個恆星系的成員，它距離太陽只有4.24光年，是距離太陽最近的恆星。南門二A、B系統也是第一個被測量視差的恆星（系統）。

基本介紹

  • 中文名：南門二
  • 外文名：Rigil Kent
  • 別名：α Centauri
  • 分類：三合星系統
  • 質量：1.1太陽質量（A）/0.907太陽質量（B）
  • 直徑：1.707Mkm（A）/1.2Mkm（B）/195Kkm（C）
  • 表面溫度：5790K（A）/5260K（B）
  • 視星等：0.01（A）/1.33（B）
  • 絕對星等：4.4 等
  • 自轉周期：22天（A）/36天（B）
  • 赤經：14時39分36.49秒
  • 赤緯：–60°50′15.0992″
  • 距地距離：4.37（AB）Ly/4.24（C）Ly
  • 半長軸：17.57″（AB雙星繞行軌道）
  • 離心率：0.5179（AB雙星繞行軌道）
  • 公轉周期：79.91Yr（AB雙星繞行軌道）
  • 軌道傾角：79.25（AB雙星繞行軌道）
  • 光譜：G2V（A）/K1V（B）/M5Ve（C）
  • U-B色指數：0.24（A）/0.68（B）
  • B-V色指數：0.71（A）/0.88（B）/1.9（C）
  • 年齡：4.4Gyr（A）6.5Gyr（B）
所屬星系,恆星系,行星系,物理性質,觀測歷史,命名,未來探索,

所屬星系

恆星系

南門二系統的軌道可以分為兩部分來看，一是南門二A、B互相繞轉的系統，二是比鄰星繞南門二AB系統公轉，這是因為比鄰星的質量相對來說實在太小，並且比鄰星與另兩顆星距離相對較大。
南門二
從地球上看比鄰星與南門二AB的角距離
南門二A、B系統的軌道軌道周期為79.91年，軌道偏心率為0.5179。它們的最近距離是11.2 AU（16.8億公里），大約相當於太陽和土星之間的距離；它們的最遠距離是35.6 AU（53.3億公里），相當於太陽和冥王星之間的距離。
南門二
南門二系統與太陽系的距離
一開始，比鄰星是否與南門二AB系統有物理聯繫還具有爭議，因為對其的測量太少。2017年，一項對其的徑向速度精確測量項目完成，結果明確表明比鄰星圍繞南門二AB系統公轉，軌道周期約為547000年，偏心率約為0.50±0.08。

行星系

2016年，歐洲南方天文台（ESO）發現比鄰星有一顆岩質行星，這就是比鄰星b，估計最小質量為1.17倍地球質量，軌道半徑為0.049AU，位於宜居帶內。
比鄰星c於2020年被正式發現並確認，可能是一個超級地球或是一顆迷你海王星。它的質量為7倍地球質量，軌道半徑約為1.49AU，公轉周期為1928天（約5.28年）。
一項研究根據2007年至2012年的觀測結果發現，南門二AB系統周圍的24µm（中/遠紅外）波段的輻射量略有過剩，這可能被解釋為是稀疏的星周圓盤或密集的行星際塵埃存在的證據。據估計這個星周盤的總質量在月球質量的10到10之間，或者是太陽系黃道帶雲質量的10-100倍。如果這兩顆恆星周圍都存在這樣一個圓盤，南門二A的穩定圓盤可能達到2.8 AU，南門二B的可能達到2.5 AU。這將使A的圓盤完全位於霜凍線內，而B的一小部分會在外面。

物理性質

根據星震分析、色球層活動分析和陀螺年代學研究，南門二A、B系統的的年齡與太陽相似，或是比太陽更年長一些。其中，嚴格的星震分析不同的團隊得出了至少五種不同的結論，估計年齡從4.85±0.5×10年至6.52±0.3×10年不等。根據色球活動分析（鈣H&K發射）得出的結論是4.4±2.1×10年，而陀螺年代學的結論是5.0±0.34.4±2.1×10年。結合恆星演化理論由其質量和光譜推算，南門二A、B的年齡都比太陽稍老50~60億年
從軌道參數推測，南門二A、B的總質量約為兩倍太陽質量，A星和B星的質量分別為1.09倍和0.92倍太陽質量。比鄰星的質量則非常小，僅有太陽的0.1221倍太陽質量。南門二A的半徑為1.2234±0.0053倍太陽質量，南門二B為0.8632±0.0037，與太陽相近，而比鄰星的半徑則是0.1542±0.0045 倍太陽質量，要小得多。
南門二(半人馬座α)
太陽和南門二系統恆星的大小比較
南門二A的光譜型為G2 V，與太陽類似，是一顆黃色的主序星。南門二B的光譜型為K1 V，比太陽更暗一些，是一顆偏橙色的主序星。比鄰星的光譜型是M6 Ve，是一顆很暗的紅矮星。南門二A上的磁活動類型與太陽相當，顯示出由於恆星自轉而引起的日冕變化。然而，自2005年以來，它的大氣活動水平已經降到了一個很小的最低值，這可能與太陽歷史上的蒙德極小值相似。或者，它可能有一個很長的恆星活動周期，當前正在最小階段。南門二B雖然小了一些，但是在X波段其放出的能量卻更多。它的光變曲線在一個短周期內變化，並且被觀測到一次耀斑。它的磁場活動比南門二A更加活躍，有一個8.2±0.2年的周期。
半人馬座α星B是南門二雙星系統中的伴星，稍比太陽小，暗。這顆主序星是橙色的，其恆星光譜分類為K1V。其質量約為太陽的90%，而半徑則約為太陽的86%。其恆星自轉速度為1.1±0.8km·s，自轉周期約為41天。儘管半人馬座α星B比半人馬座α星A暗，但其釋放出來的X射線的能量卻比A多。

觀測歷史

南門二赤緯較低，不易被觀測到，但中國古代也對其進行了觀測。《史記·天官書》中記載：“其南北兩大星，曰南門。”唐代張守節的《史記正義》注曰：“南門二星，在庫樓南，天之外門。占：明則氐、羌貢；暗則諸夷叛；客星守之，外兵且至也。”後來的正史也多次轉錄。相傳鄭和下西洋時，在圖上也記載了南門星官，作為其航海的指引星。
早在公元二世紀，托勒密就在他的星表上記載了南門二，還記載了它的黃道坐標。他記載的黃緯是-44° 10′還是 -41° 10′仍有爭議（其J2000紀元的黃緯是-43.5°，由於歲差的影響，這個數值相比托勒密的時期已經有所減少）。在那個時代埃及亞歷山大港還能夠觀測到南門二，但是同樣由於歲差，現代在同樣的地點已經不能做到了。英國探險家羅伯特·休斯（Robert Hues）在其1592年的著作《地球儀》（Tractatus de Globis）中也記載了南門二，並提醒歐洲的天文學家注意。1689年12月，讓·理察（Jean Richaud）在普杜切里（Puducherry）觀測一顆經過的彗星時，發現了南門二A和B的雙星性質。南門二A和B是繼天狼星後被發現的第二個雙星系統。
南門二A和B較大的自行是由曼努埃爾·約翰·詹森（Manuel John Johnson）在聖赫倫那島觀測時發現的，他把這個發現告訴了好望角皇家天文台的托馬斯·亨德森（Thomas Henderson）。後來，亨德森根據1832年4月至1833年5月間對南門二AB系統的許多精確位置觀測，確定了它們的的視差。然而，他隱瞞了自己的研究結果，因為他覺得這些結果太大，懷疑它不真實。在1839年，弗里德里希·威廉·貝塞爾（Friedrich Wilhelm Bessel）公布了他自己於1838年精確測定的天鵝座61的視差，因而南門二有時被認為是第二顆被測量視差的恆星，因為亨德森的研究一開始並沒有得到充分的認可。到1926年，威廉·史蒂芬·芬森（William Stephen Finsen）計算出了南門二A、B系統軌道元素的近似值，與現代普遍接受的值非常接近。
1915年，Robert T. A. Innes在一次對自行的調查中，通過對比不同時間的閃光照相照片發現了南門二C（即比鄰星）。這些照片顯示比鄰星的大自行和視差在尺寸和方向上都與南門二A、B類似，這表明比鄰星應該也是那個系統的一部分，並且進一步的分析可以發現，比鄰星距離太陽更近。

命名

在西方，南門二的傳統名稱為Rigil Kentaurus，通常縮寫成Rigil Kent，是從阿拉伯文“رجل القنطورس‎”（Rijl al Kentaurus）演變來的，意為“半人馬的腳”。南門二的另外一個西方傳統名稱是Toliman，這個名稱可能是從希伯來語或阿拉伯文的“الظلمان‎”（Al-Thalimain，意為鴕鳥）演變來的。南門二有時也被稱為Bungula，這可能是從拉丁文的ungula（意為“蹄”）轉變而來的。
發現南門二C的Robert T. A. Innes提議將其名稱命名為Proxima Centaurus，這是拉丁語中“半人馬座離地球最近的星”的意思。
在中國二十八宿系統中，南門二是角宿的一部分，“南門”一名初見於《史記》，被認為是南天門（即庫樓的南門）。傳聞當年鄭和下西洋，就是用它來指引方向。
由於南門二C距離太陽最近，且其拉丁名意為"半人馬座離地球最近的星"，於是翻譯時譯者就將其翻譯為“比鄰星”，含有“天涯若比鄰”之意。
使用拜耳命名法，南門二被命名為半人馬座α，三顆恆星分別為半人馬座αA、半人馬座αB、半人馬座αC。

未來探索

南門二系統中的比鄰星可能是載人或機器人星際探索的第一個目標，因為它是離地球最近的恆星。利用21世紀初的太空飛行器技術，穿越太陽和比鄰星之間的距離需要幾千年時間，但在突破星空計畫(Breakthrough Starshot program)中考慮的核脈衝推進或雷射光帆技術的可能性可以將飛行時間縮短到幾十年。同時比鄰星b的存在也為其提供了一個目標，因為該計畫以去往一顆系外行星為目的。

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