判定:表述不准确
一句话:不都是。慢速自转的恒星接近球体,但快速自转的会明显变扁。织女星自转周期约 12.5 小时,赤道半径比极半径大约 15%,赤道表面的有效温度比两极低约 2000 K。这类「重力昏暗」已经被干涉测量直接成像。
这个说法是怎么来的
示意图永远画成圆,而圆在视觉上等于「球」。
扁率由自转与引力之争决定
自转产生离心效应,赤道处的有效重力被削弱,物质分布随之调整,赤道鼓出、两极压扁。自转越接近临界速度(表面离心力等于引力),扁率越大。织女星的自转速度约为临界值的 90%,所以形状偏离球形很明显。
怎么测出来
光学干涉测量可以把恒星圆面分辨到毫角秒级。CHARA 阵列和 VLTI 都做过这类观测:测出不同波段的亮度分布,再拟合出温度随纬度的变化。织女星、牛郎星、心宿二都有这样的实测轮廓。
| 恒星 | 自转周期 | 赤道与极半径之比 |
|---|---|---|
| 太阳 | 约 25 天 | 1.000009(几乎正球) |
| 织女星 | 约 12.5 小时 | 约 1.15 |
| 牛郎星 | 约 9 小时 | 约 1.14 |
什么时候这个说法「有点道理」
太阳的扁率只有约 9×10⁻⁶,实际观测中完全可以忽略。所以「恒星是球」这个近似对大多数恒星够用,只在快速自转的早型星上失效。
依据
- 牛郎星与织女星之间的 14.5 光年,银河只是背景 科学
- 甚长基线干涉把地球当镜片,代价是必须相干 任务与仪器
- 数据速查表 · 恒星与致密天体参数 本页数值的取数口径与单位
常见问题
扁了会影响什么?
会改变表面温度和重力分布,进而影响光谱线的形状。分析快速自转星的丰度时,必须做重力昏暗校正,否则会把赤道的低温误读成丰度异常。
中子星也会扁吗?
会,而且更极端。毫秒脉冲星的自转接近临界,扁率可达百分之几。这个形变会产生连续引力波,是当前引力波探测的目标之一。