南河三(英文名:Procyon),又稱小犬座α,是夜空中第八亮的恒星,也是小犬座中的最亮星。南河三的B-V色指數為0.42,其觀測顯示為偏淡的黃色。該天體最佳觀測時間為冬季,其與大犬座的天狼星和獵戶座的參宿四共同組成了著名的冬季大三角,其次,南河三也是“冬季大橢圓”的恒星之一,其他成員有大犬座的天狼星、獵戶座的參宿七、金牛座的畢宿五、御夫座的五車二以及雙子座的北河三。
南河三是由主星南河三A與伴星南河三B所組成雙星系統,且與另一顆Luyten's star(距離排名第22)的距離僅有1.11光年(0.34秒差距)。南河三A、B星雙星系統的軌道為一離心率0.407的橢圓軌道,其軌道傾斜角為31.1°,軌道半長軸為4.3″,繞行周期為40.82年。主星南河三A與伴星南河三B的平均距離為15個天文單位(AU)。主星南河三A是一顆黃白色的恒星。其恒星光譜為F5IV–V型,視星等為0.34,其大氣層的有效溫度為6530K,質量為1.5M☉,半徑為2R☉,且光度比太陽亮7.5倍(即7.5L☉),其內核與表層均為對流層,中間由一層很寬的輻射層所隔離。南河三B是已知的第三亮的伴星,其光譜型為DQZ型,視星等為10.7,軌道周期為40.82±0.06年,質量為0.622±0.023M☉。
中國古代天文學家根據星官位置將其命名為南河三。南河三英文名稱為Procyon,源自希臘語προκ?ον,有“在天狼星之前崛起”的含義。在早期,希臘天文學家阿拉圖斯和希臘天文學家克羅狄斯·托勒密就將Antecanis作為南河三的名稱。后來在14至15世紀時期中,南河三的名稱逐漸演變成Al Shi'ra al Shamiyyah,縮寫為Al Shamiyyah。最后,國際天文學聯合會將南河三正式收錄在IAU的星名目錄中。
命名
名稱由來
中國古代天文學家因其位于南方朱雀的南河星官位置,而將其命名為南河三。
南河三的英文名為Procyon,該詞來自希臘語προκ?ον,是Procion和Prochion變體。Procyon意思表述為“在天狼星之前崛起”,此名由來與大犬座的β星相同:因升起時間在天狼星之前,預告了天狼星即將出現(在西方天狼星曾被稱為Dog star)。
在早期,希臘天文學家阿拉圖斯(大約公元前270年)和希臘天文學家托勒密(二世紀)就在使用南河三名稱Antecanis。因此,南河三在該時期以Antecanis一詞被拉丁人熟知。
14世紀時期,希臘—波斯天文學家希帕恰斯用他的希臘語將南河三命名為Siaer Siame。隨后,15世紀時期,意大利天文學家利奇奧里將其抄寫成Siair Siami。后來,韃天文學家烏魯·伯克(Ulug Beg)將南河三命名為Al Shi'ra al Shamiyyah,縮寫為Al Shamiyyah,所有這些都與其偶爾的英文標題“北天狼星”相一致。到了1521 年,記錄恒星位置的數據阿方辛表將南河三記錄為Aschere,Aschemiee和Algomeysa。
標準化
2016年,國際天文學聯合會(英語:International Astronomical Union,簡稱IAU)的美國天文學家埃里克·瑪瑪杰克(英文名:Eric Mamajek)發起組織了一個恒星名稱工作組(英語:Working Groupon Star Names,簡稱WGSN),旨在對恒星的專有名稱進行編目和規范,該工作組于2016年11月發布了第二份公告,其中包括WGSN批準的恒星名稱表,而南河三也在其中,此后,“Procyon”被正式收錄在IAU的星名目錄中。
其他名稱
南河三還被叫做Elgomaisa、 α?Canis Minoris、10 Canis Minoris等,且它的星表編號有:GCTP1805.00,HR2943,BD+05°1739,HD61421,LHS233,GJ280,HIP37279,SAO115756。
發現歷史
早期研究
自古以來,人們一直有注意到南河三,它升起時間在天狼星之前,所以被稱為προκ?ον(prokyon)。大約公元前270年,希臘天文學家阿拉圖斯(Aratus)和克羅狄斯·托勒密(Ptolemy)明確提到過南河三以Antecanis一詞被拉丁人熟知。從馬可·維特魯威時代開始,羅馬人對它進行了觀測并為其增添形容詞:位置比大犬座更靠北(septextrionalis),亮度較低(mimor,minus-culus,andparvus)。至中世紀晚期它被稱為Prochion和Procion。
而在公元前91年,中國天文學家觀測到南河三的位置并進行了記錄,《史記·天官書》云:“北,北河;南,南河;兩河、天闕間為關梁?!?/p>
中期發展
1718年,英國天文學家埃德蒙多·哈雷(Edmond Halley)指出,南河三連同大角星和天狼星等恒星在幾個世紀里發生了明顯的移動。1844年,天文學家發現南河三A的運動中出現擺動,注意到它被體積較大的伴星所影響。而南河三B于1896年被觀測到,天文學家吉姆·卡勒指出,這顆恒星較難被發現,因為這顆恒星比南河三A暗15000倍,并且它距離其較大伴星只有5秒弧度。
現代觀測/研究
1969年,阿波羅8號對南河三進行了標記。1975年科學家曾嘗試用敏感X射線探測器探測來自南河三的X射線輻射,但沒有成功。后于70年代晚期,哥白尼號衛星和TD-1A衛星對南河三進行了大量的觀測,1979年4月1日愛因斯坦衛星高分辨率成像儀亦對南河三的X射線源進行了觀測,成像儀所觀測到的數據顯示,在90%置信區間內,發射源位于南河三A以南約4°,這表明南河三的X射線更可能來源于主星,而不是伴星(南河三B位于放射源以北9°)。1985年,在南河三周圍發現了輻射X射線的冕層結構。
1999至2000年期間,美國航空航天局(英語:National Aeronautics and Space Administration,簡稱美國航空航天局)發射了寬場紅外探測器,對南河三進行了光度測定,測量結果顯示為該星體有米粒組織(恒星表面的對流現象)與類日震動。2004年6月下旬,由加拿大太空局發射的恒星微變和振蕩望遠鏡(英語:Microvariability and Oscillations of S Tarstelescope,簡稱MOST)對南河三A進行了為期32天的觀測,旨在確認其是否有可供星震學分析的類太陽振蕩,但由于其觀測結果包含過高的噪聲,無法揭示其實際的震動情況。而后2004年《自然》(Nature)雜志的一篇論文回應南河三A表面存在振蕩,稱一組天文學家已經能夠找到這些振蕩的證據,論文中寫道:“我們使用的地面光譜學顯示,南河三正在振蕩,其幅度略大于MOST觀測到的噪聲水平?!?/p>
2012年4月14日,卡西尼號的紅外測繪光譜儀(VIMS)將其望遠鏡瞄準南河三并觀察了它2小時40分鐘。2019年,美國航空航天局將南河三A作為探測項目的新目標,探究恒星的輻射如何影響繞其運行的行星上潛在的生命跡象,向其發射了更新后的探測儀器。
性質
南河三是小犬座中的恒星,也是該星座最亮的恒星。目視星等為0.38等。南河三呈黃白色,從地球到它的距離是11.4光年,為靠近太陽的恒星之一。南河三位于小犬座內部,即北半球第二象限(NQ2),靠近赤道,赤緯+5°。它比太陽亮七倍,直徑是太陽的2倍。南河三和獵戶座的參宿四及大犬座的天狼星構成冬季大三角,是冬天星空中重要的標記。此外,南河三亦是“冬季大橢圓”的恒星之一,其他成員有大犬座的天狼星、獵戶座的參宿七、金牛座的畢宿五、御夫座的五車二以及雙子座的北河三。
據現代觀測手段,南河三實為由兩顆恒星組成的雙星系統,其主星為南河三A,伴星為南河三B。南河三A、B星雙星系統的軌道是一離心率為0.407的橢圓軌道,其軌道傾角為31.1°,軌道半長軸為4.3″,繞行周期為40.82年。主星與伴星的平均距離為15個天文單位(AU),略短于天王星到太陽的距離,相距最近時距離8.9AU,最遠時21.0AU。
南河三A
主星南河三A是一顆白色恒星,恒星光譜為F5IV–V型,視星等為0.34,由于其在該類型光譜中比其他同類的恒星亮,所以亦有人將其視為亞巨星,也就是說這顆恒星剛剛結束將氫融合成氦的核聚變反應。南河三A大氣層的有效溫度為6530K,質量為1.5倍太陽質量(M☉),半徑為2倍太陽半徑(R☉),光度為7倍太陽光度(L☉)。其內核與包層均為對流層,中間由一層很寬的輻射層所隔離。
南河三B
南河三B是已知的第三亮的伴星,恒星光譜為DQZ型,視星等為10.7,它對南河三A運動有著明顯影響,因此成為最早被發現的白矮星之一。它的軌道周期是40.820.06年,質量為0.622±0.023M☉。南河三B由約翰馬丁·謝伯勒(Martin Schaeberle)在利克天文臺(Lick Observatory)首次觀測到,南河三B具有以氦為主的大氣層,并含有微量重元素。由于尚不清楚的原因,南河三B的質量為0.6M☉相對于同類伴星而言較低,距離地球11.46光年。
南河三B半徑估計為8600km,而白矮星天狼星B則為5800km,其半徑與假定的碳核白矮星模型一致。南河三B的表面溫度為7740K,低于天狼星B,這也正好印證了其質量較小而年齡較大。天文學者推測南河三B在演化為白矮星之前,其前身主序星質量為M☉,在經歷了680170M年的演化后,在距今1.190.11G年前縮為一顆白矮星。
附近恒星
南河三附近有三顆恒星,這三顆恒星共稱為小犬座δ,其中δ1又名為南河增五,是視星等5.25的F型黃白巨星,離地約790光年,光度和質量分別是太陽360倍和3.75倍。南河增五因年代古老已開始膨脹并冷卻,是光譜等級B6V的B型主序星。δ2又稱南河增四,是光譜等級F2V的F型黃白巨星,距地球136光年。δ3又名南河增三,是光譜等級A0Vnn的白主序星,亮度5.83視星等,離地680光年。南河增六是光譜等級B8II的藍白亮巨星,距太陽系623光年。
相關研究
南河三X射線研究
1975年科學家首次嘗試用軟X射線敏感探測器探測來自南河三的X射線輻射,并未成功。1979年4月1日愛因斯坦衛星高分辨率成像儀亦對南河三的X射線源進行了觀測,根據成像儀所觀測到的數據表明南河三的X射線更可能來源于主星。1985年,在南河三A周圍發現了輻射X射線的冕層。
南河三A星震研究
21世紀初期,由美國航空航天局發射的寬場紅外探測器對南河三進行了光度測定,測量結果顯示為該星體有米粒組織與類日震動。2004年6月下旬,由加拿大太空局發射MOST,旨在確認其是否有可供星震學分析的類日震動,但無法揭示其實際的震動情況。同年《自然》雜志的一篇論文回應南河三子A表面存在振蕩,稱一組天文學家已經能夠找到這些振蕩的證據。
南河三大氣模型
科學家J. P. 奧夫登貝格(J. P. Aufdenberg),H.-G.路德維希(H.-G. Ludwig),P. 克爾維拉(P. Kervella)三位科學家構建了恒星南河三的大氣模型。該模型中,南河三的基本恒星參數與通過直接測量的輻射熱通量和角直徑建立了很好的聯系。模型中紫外輻射的數據來自國際紫外探測器以及從哈勃空間望遠鏡太空望遠鏡成像的分光光度計,能譜數據分辨率為1nm。
相關文化
希臘神話
在希臘神話中,南河三代表了釀酒師伊卡里烏斯的狗瑪埃拉。伊卡里烏斯死于一群牧羊人手中,釀酒師之女與狗都悲痛欲絕結束了自己的生命。藍絕后來將他們的圖像放置在天空中,狗瑪埃拉變為小犬座。殺害釀酒師的牧羊人逃到了西奧斯島,作為對他們罪行的懲罰,該島遭受了疾病和饑荒,島主阿里斯塔俄斯向阿波羅神尋求人民免遭饑餓的建議時,阿波羅神告訴他要向宙斯祈禱。因此島上祭司就制定了每年對著南河三向諸神的祭祀的習俗。
占星學
在占星學中,南河三是一顆非常幸運的恒星,美索不達米亞人因其位于銀河系附近,將其稱為“渡水之星”。南河三預示著財富和名譽,在占星學中備受推崇,被賦予“正義永恒,效果良好”的意義。南河三具有火星-水星的特質,因此讓人急躁、嫉妒、固執,但它也賦予了將想法和計劃付諸行動的意志力和能力。
參考資料 >
四季星空.HONG KONG SPACE MUSEUM.2024-05-23
藏在冬季大三角的天狼星.百家號.2024-04-02
南河三.中國大百科全書.2024-05-23
procyon.simbad.u-strasbg.fr.2024-05-05
PROCYON (Alpha Canis Minoris).STARS.2024-04-09
Constellations of Words.CONSTELLATIONS OF WORDS.2024-03-30
Constellations: A Guide to the Night Sky.Constellation Guide.2024-03-30
Division C WG Star Names — Functional.[EB/OL]. IAU.2024-03-30
Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 2.[EB/OL]. Pas.Rochester.2024-03-30
Star-names and their meanings.Internet Archive.2024-04-01
Procyon: Bright Star With Hidden Companion.Space.2024-03-30
Day 1: The Black Team.National Aeronautics and Space Administration,NASA.2024-04-01
Cassini Significant Events 04/11/2012 – 04/17/2012.The National Aeronautics and Space Administration.2024-04-01
ToFindLifeonOtherPlanets,NASARocketTeamLookstotheStars.The National Aeronautics and Space Administration.2024-04-01
Eta/Delta.STARS .2024-04-01
8 CMi.Strasbourg astronomical Data Center.2024-04-01
9 CMi.Strasbourg astronomical Data Center.2024-04-01
Zeta Canis Minoris.Strasbourg astronomical Data Center.2024-04-01