繪架座β(英語:β Pic / β Pictoris)又稱為老人增四,为繪架座第二亮的恆星,與太陽之間的距離為63.4光年。它的表面溫度比太陽高,為8052K,質量為1.75太陽質量,絕對星等為2.42,比太陽明亮。繪架座β非常年輕,年齡介於800萬至2,000萬年之間。除此之外,它也有幾條微行星帶及彗星狀活動存在。有徵兆顯示盤內已經有行星成形,且行星的形成過程依然進行中。來自繪架座β星岩屑盤的物質如果在太陽系內會被認為是行星際間流星體的來源。
歐洲南天天文台的天文學家使用直接觀測法已經確認繪架座β附近有一顆行星存在,它位於恆星周圍的岩屑盤內,符合天文學家先前的預測。這顆行星是天文學家拍攝過的太陽系外行星中最接近恆星的一顆,大約相當於土星與太陽之間的距離。
位置和可見性
繪架座β位在老人星西方,視星等為3.861等比它更亮。
繪架座β和其他許多顆恆星的距離都是由依巴谷衛星使用三角視差法(衛星在地球軌道附近移動觀察到的輕微位移)測量出來的。繪架座β的視差位移量是51.87微秒。天文學家在考慮系統誤差並重新分析,同時考慮更仔細的數據後,將視差位移量校正為51.44微秒{{noteTag|name=|1=使用下面的公式可以將視差轉換為距離。D=距離(秒差距),p=視差(角秒): \scriptstyle\mathrm{D}=\frac{1}{\mathrm{p}}。參考誤差傳播文章可以知道如何從錯誤的訊息中計算推導出有價值的數據}}。
伊巴谷衛星也測量過繪架座β的自行,得知它每年向東移動4.65微秒,向北移動83.10微秒," 6"的意義則是A型主序星從最熱的A0細分至最冷的A9。羅馬數字V是亮度分類,表示它像太陽一樣屬於主序星,這一種恆星的能量來自於核心的氫所進行的核融合反應。}}。光譜顯示繪架座β的有效溫度是8,052K(7,780°C/14,000°F),所以它的亮度是太陽的9.2倍;當考慮到太陽和繪架座β的全光譜輻射時,繪架座β的光度仍比太陽明亮8.7倍。。天文學家根據這些研究結果將繪架座β星分類為盾牌δ型變星。
質量、半徑和自轉
天文學家在觀測繪架座β後,使用恆星演化模型來決定它的質量,得知這顆恆星的質量介於太陽質量的1.7~1.8倍之間暗示該恆星系還是很年輕的,天文學家因此爭辯它究竟是主序星還是前主序星。依巴谷衛星測定繪架座β的距離後,顯示它比天文學家早先認定的更加遙遠,也比原先估計更為明亮。天文學家將依巴谷衛星的觀測結果加入計算後,發現繪架座β緊挨著零齡主序帶,因而確定它不是一顆前主序星,一顆超新星爆炸的衝擊波可能導致形成繪架座β的雲氣塌縮:這顆超新星原本可能是HIP 46950的伴星,現在則是一顆速逃星。天文學家在追溯HIP 46950的移動路徑後,認為它在1,300萬年前位於天蠍-半人馬星協附近}} ,這暗示著有低溫的物質在軌道上環繞著恆星,並在紅外線的波段輻射出能量導致紅外線過量。天文學家在距離岩屑盤500至800天文單位之外觀測到幾個物質構成的橢圓環:它們可能是通過附近的恆星擾亂的系統。根據依巴谷任務的天體測量數據顯示紅巨星天鴿座β於11萬年前以不到2光年的距離通過繪架座β附近,但是劍魚座ζ(Zeta Doradus)在35萬年前以3光年的距離上通過該恆星可能造成更大的擾動。然而計算機摹擬卻傾向認為還有比這兩顆恆星曾以更慢的速度通過繪架座β附近,建議可能是繪架座β一顆軌道不穩定的衛星導致橢圓環產生。這個模擬認為一顆0.5太陽質量(可能是一顆紅矮星,光譜類型為M0V)的天體造成這種結構。
哈伯太空望遠鏡先進巡天照相機的影像在2006年顯示繪架座β擁有二個岩屑盤,第二個岩屑盤傾斜角大約5°,從主要盤面至少延伸至距離恆星130天文單位處。第二個盤面是非對稱的:延伸至西南方的彎曲度較大但傾斜度較東北方小。雖然在繪架座β80天文單位之內的主要和第二個盤面的影像不夠清楚,但是天文學家預測岩屑盤和主要盤面的交會處在東北方向距離恆星30天文單位附近。
美國國家航空暨太空總署遠紫外分光探測器的研究發現在繪架座β的盤面附近含有的氣體碳豐度異常的大,這穩定繪架座β星的盤面並抑制了輻射壓力,否則物質將被吹入星際空間之內。另一種說法是繪架座β也許正在經歷一種太陽系的發展過程中也許曾經歷過,但仍不為所知的階段:太陽系中有碳含量豐富的隕石(頑輝球粒隕石可能是在碳含量豐富的環境下形成),並且提議木星可能在富含碳的區域形成以碳為主的核心。
天文學家認為出現在100天文單位處的岩屑盤是這個區域內的微行星互相碰撞而產生的,經由一連串的撞擊而遭到毀滅的微行星半徑估計約180公里。微行星經過最初撞擊後,剩下的殘骸在後續如瀑布般的連串撞擊中毀滅。天文學家推測北落師門和顯微鏡座AU都曾經歷過相似的過程。
掉落蒸發體
繪架座β的光譜顯示出強烈且具短期變化性的吸收譜線,天文學家最早注意到紅移端的部分,他們認為這是因為物質墜落至恆星上所造成的。天文學家認為這些物質的來自與彗星相似的天體,這些天體在靠近恆星的位置蒸發,命名為"掉落蒸發體"模型。詳細的模型顯示掉落蒸發體不太可能全是冰冷的類彗星體,反而可能是混雜著塵埃且被耐火材料包圍著冰核心的物質。這些物体可能是遭到距離恆星10天文單位的行星攝動,影響了軌道離心率而進入近掠恆星的軌道。掉落蒸發體或許也是造成主要盤面的上方出現大量氣體的原因。
可能存在的行星系統
所拍攝的繪架座βb照片]]
天文學家在2003年使用甚大望遠鏡紅外線繪架座β觀測後,在2008年11月21日宣布他們發現一個類行星天體環繞該恆星。天文學家在2009年秋天成功在其他位置觀測到該天體,確認該行星確實存在,所以之前的觀測紀錄都是正確的。天文學家認為在15年內可能可以觀測到該行星绕繪架座β公轉一周。
現在天文學家用來發現系外行星最主要的徑向速度法並不適合用在類似繪架座β這一種A型的恆星,因為這種方法在目前的極限是大行星質量需要大於木星的2倍,且距離小於0.05天文單位。距離恆星超過1天文單位,且質量低於木星9倍的行星仍無法使用這種方法檢測出來。天文學家以這些現象製造的模型建議有一顆位於低離心率(離心率小於0.1)軌道,半長軸12天文單位,質量為2至5倍木星質量的行星存在)與土星(9.5天文單位)之間。目前不清楚它的輻射延伸多遠的距離,所以真實距離估計比較近。天文學家根據行星演化的理論模型推測它質量為8倍木星質量,而且仍在變冷,溫度介於1400至1600K之間。天文學家尚未藉由行星年齡與質量來檢驗這些數據。
天文學家在1981年11月可能曾觀測到該行星的凌。如果後來確認當時確實觀測到凌,則行星公轉軌道的半長軸將縮小為7.6-8.7天文單位,週期為15.9-19.5年。這個橫越繪架座β天體的紅外線半徑為木星的2-4倍,比理論模型預測的還大。這可能顯示這顆行星類似北落師門b,擁有大行星環或衛星帶。天文學家藉由塵埃的拋射數值模型也認為輻射壓力導致塵埃流出現,而且認為在距離恆星1天文單位之外就不會直接產生塵埃流,所以靠近繪架座β的行星更可能是塵埃流的源頭。
註解
參考資料
外部連結
*[https://web.archive.org/web/20141104102034/http://www.disksite.com/ The Circumstellar Disk Learning Site]
*[http://www.alcyone.de/SIT/bsc/bsc_search.html Bright Star Catalog]
*[https://web.archive.org/web/20081011114219/http://www.astro.uiuc.edu/~kaler/sow/betapic.html 老人增四]
*[http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/beta.html Dr. David Jewitt's page on Beta Pic]
*[http://www.solstation.com/stars2/beta-pic.htm Solstation之老人增四相關資料]
*[https://web.archive.org/web/20070609214503/http://www.ari.uni-heidelberg.de/aricns/cnspages/4c00467.htm ARICNS]
*[https://web.archive.org/web/20051209011731/http://www.seds.org/~spider/spider/Misc/betaPic.html SEDS entry]
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