七夕前后的晚上,如果天够黑,能看到一条淡淡的光带从南边斜着升起。老人会指给你看:这边一颗是牛郎,那边一颗是织女,中间隔着银河,一年才见一次。这个说法有诗意,但那条光带并不在他们中间。
织女一(天琴座 α)距离约 25.0 光年,河鼓二(天鹰座 α)约 16.7 光年,两者在天球上相隔约 34 度,用余弦定理算出的空间直线距离约 14.5 光年。所谓「隔着银河」是投影效果——银河系的盘面在远处横过,与这两颗近邻恒星没有关系。
两颗星相隔 34 度,实际距离约 14.5 光年
天球上的角距离是 34 度,约等于伸直手臂时三四个手掌的宽度。这个角度看起来不小,但要算出真实距离,还需要两个已知量:各自的距离,以及它们与观测者构成的夹角。
已知两边长与夹角,用余弦定理就能求出第三边。代入 25.0 光年、16.7 光年与 34 度,得到约 14.5 光年。
这个数字的意思是:以光速从牛郎星出发,十四年半后才到织女星。太阳到比邻星才 4.2 光年。
距离靠三角视差,不靠亮度猜
视差的做法是:地球绕太阳转,半年后位置移动约 3 亿公里,同一颗星在天球上的位置会画出一个极小的椭圆。椭圆的大小与距离成反比,量出这个角度就能算出距离。
织女一的视差约 0.13 角秒,对应 7.68 秒差距;河鼓二约 0.19 角秒,对应 5.13 秒差距。依巴谷与盖亚的测量互相印证。
亮度不能直接换距离:一颗星看起来暗,可能因为本身暗,也可能因为远。先知道距离,才能从视亮度反推光度。
牛郎星转得太快,把自己压扁了
河鼓二的自转周期约 9 小时,赤道转速约每秒 286 公里,是太阳赤道转速的一百多倍。这个速度接近它能承受的极限。
快速自转产生的离心效应让赤道鼓出。2001 年,天文家用干涉仪测出它的形状确实不是正球,赤道半径比极半径大约 15%。
赤道区域的重力被离心力抵消一部分,温度与亮度都比极区低,这叫重力昏暗。实测的温度分布与这个预言一致。
「牛郎」「织女」是民间叫法,星官名是河鼓二与织女一
传统星官体系里,牛郎星叫河鼓二,属于河鼓三星,中间那颗最亮;织女星叫织女一,与织女二、织女三组成一组。这两个名字在《步天歌》一类的星官歌诀里都能查到。
民间后来把河鼓二叫成牛郎、把织女一叫成织女,接上了鹊桥相会的故事。这是文学层面的再命名。
再往外一层是西方专名:Altair 来自阿拉伯语,意为「飞翔的鹰」;Vega 意为「俯冲的鹰」。同一颗星在不同体系里有不同名字,彼此不构成替代关系。
| 参数 | 数值 | 口径与来源 |
|---|---|---|
| 织女一距离 | 约 25.0 光年 | 依巴谷视差,1997 |
| 河鼓二距离 | 约 16.7 光年 | 同上 |
| 两星角距 | 约 34 度 | 赤经赤纬换算 |
| 两星空间距离 | 约 14.5 光年 | 余弦定理计算 |
| 河鼓二自转周期 | 约 9 小时 | 谱线展宽测定 |
哪些是观测,哪些还是推断
常见问题
不会。两颗星都在以每秒几十公里相对银河系运动,14.5 光年的间距远超它们几十万年内的相对位移。
因为它本身更亮。织女一光度约 40 倍太阳,河鼓二约 10 倍太阳;跨过距离差之后,织女星仍高出约 0.7 个星等。
农历七月初七。农历按朔望月排月,七夕对应的公历日期每年不同,通常在 8 月上中旬浮动。
延伸阅读
- 依巴谷星表说明页,欧洲空间局,1997(cosmos.esa.int)
- van Belle, G. T. et al. 2001, Altair's Oblateness and Rotation Velocity from Long-Baseline Interferometry, Astrophysical Journal 559, 1155
- Gaia Collaboration 2018, Gaia Data Release 2, Astronomy & Astrophysics 616, A1