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天津四（英語：Deneb，/?d?n?b/），又名“Arrioph”，“Aridif”，在拜耳集團命名法中也被稱為天鵝座α，記作Alpha Cygni 縮寫為Alpha Cyg或者α Cyg。天津四是天鵝座中最亮的一等星，是一顆藍白色超巨星。同時，它也是已知超巨星中最遙遠、最亮的一等星，是夜空的第19亮星，平均視星等為1.25等。天津四是兩個著名的季節性星群的一部分，即“夏季大三角”和“北十字”。天津四是夏季大三角星群的其中一頂點，也是北十字星群的“頭部”。它會在每年9月7日晚上9點、10月23日下午6點和7月24日午夜12點時達到夜空中的最高點。

天津四從1943年以來，其光譜一直是其他恒星分類的穩定參考星之一，質量約為19±4個太陽質量，表面重力約為1.1cgs。作為早期A型超巨星，天津四的光譜類型為A2 Ia，光度約為，即太陽亮度的55000到196000倍之間，有效溫度約為8525±75K。超巨星壽命短暫，演化過程存在不確定性，可能演化為藍色變星或沃爾夫·拉葉星。距離估算約為802±66 pc，這是通過光譜-亮度等級、大氣建模、恒星演化模型等方法測得的，雖然與織女一相比在視亮度上無太大差異，但實際距離遠遠超過織女星。

為研究其復雜觀測變化背后的潛在物理機制，天文學家對天津四進行了多次長期觀測，數據顯示它具有半規則脈動，這種現象可能與大氣層下的微變化、脈動驅動的激波和稀疏，或者脈動-對流相互作用有關。

命名

在中國的星官體系中，天津四及其周圍的8顆星分別按順序被編號成天津一到天津九，天津四位列天津星官中的第四位，故得名。早在1700?多年前出版的《晉書·天文志》中就有“天津九星橫河中”的說法，天津九星里的“天”指的是“天河”即“銀河”，“津”是“渡口”的意思，“天津”就是“天河上的渡口”。天津九星連起來形似一個兩頭尖、中間寬的梭形，像橋梁，更像銀河上的渡船，也就是中國古代傳說《牛郎織女》中的“鵲橋”。

天津四作為天鵝座的主星，也記作的Alpha Cygni （α Cyg）。其英文名稱“Deneb”源自阿拉伯語中的“Al Dhanab al Dajājah”，意為“母雞的尾巴”，它還有諸多變體，如“Denebadigege”，“Denebedigege”，“Deneb Adige”等等。在阿方索星歷表（Alfonsine Tables）中，天津四也被稱為“Aridif”，意為“坐在騎手后面的那個人”或“追隨者”。德國天文學家約翰·拜耳（Johann Bayer）稱天津四為“Arrioph”。德國詩人兼作家菲利普斯·凱修斯（Philippus Caesius）則將其稱為“Os rosae”，或德語中的“Rose-mund”，或“Uropygium”，意為“感恩節餐桌上教皇的鼻子”。

在Henry Draper Catalog（HD）中，天津四被命名為HD 197345。在依巴谷和第谷星表（The Hipparcos and Tycho Catalogues）中，天津四的編號是HIP 102098。在BSC5P 星表中，天津四在其中的編號是HR 7924。

物理性質

質量與尺寸

2002年，天文學家使用羅瑟蘭平均角直徑（Rosseland 平均數 angular diameter）和依巴谷（Hipparcos）視差數據得到的天津四的半徑大致為。視差的較大誤差導致距離概率分布函數的形狀并不理想，如果采用距離概率分布函數中可能性最大的值（685pc，相對于平均值990pc），其半徑則約為。若采用真實的距離模數為9.5（794pc），計算出的半徑則為。基于這個半徑，可以計算出天津四的質量大約在20至25個太陽質量之間，因此表面重力應該在1.2到1.4之間。在后續的不斷研究中，天文學家通過比較觀測和模型光譜、模擬演化過程以及分析輕元素豐度等方法對天津四的質量和尺寸進行了進一步測算，并在2008年將其半徑確定為，質量確定為。

質量在至范圍內的主序后恒星在赫羅圖（HRD）中的演化過程大致保持恒定光度，根據其的不同演化階段可以將其分為兩類：第一組恒星位于赫羅圖的藍超巨星（BSG）區域，處于首次演化過渡階段，具有特定的脈動特性，與第二組恒星相比，它們的初始質量更高，質量損失更小，亮度質量比也更低；第二組恒星是后紅超巨星(RSG) ，從赫羅圖的紅側過渡到藍側。第二組恒星在RSG階段會遭受非常顯著的質量損失，當它們再次到達藍超巨星區域時質量就會大大減少，這使得第二組恒星具有更高的亮度質量比以及不同的脈動特性。通過觀測到的輻射水平和光譜特征，可以推斷天津四的質量流失率在約為到之間。研究指出，如果天津四的大氣結構不是球對稱的，可能造成對質量流失率的估計產生偏差，但目前沒有證據表明存在這種偏差。

亮度與溫度

天津四是一顆早期A型超巨星，是α Cygni型變星的原型。它的光譜類型為A2 Ia，U-B色指數為-0.23，B-V色指數為+0.09，常被稱為銀河系中視覺上最明亮的恒星之一。通過觀測可得，天津四的光譜能量分布在不同波長范圍內具有不同的流量密度。天津四的有效溫度約為，光度約為。在所有能夠產生高速吸收事件的超巨星中，天津四的有效溫度和光度都處于較低的范圍。關于天津四的測光學文獻十分稀少，主要原因是其亮度很高，視星等達到了1.25等，絕對星等達到了-8.38 ± 0.18等，其次則是它周圍沒有類似亮度的比較星。

距離

天津四的距離是它的鄰居織女一的300倍，由于其距離太遠，無法直接通過視差測量確定距離，但基于其光譜和與其他恒星的關聯，各種估算將其距離放在1600至2600光年之間，盡管它可能更接近后者。1997年6月，Hipparcos任務的最終產品——The Hipparcos and Tycho Catalogues發表，Hipparcos衛星對天津四視差的觀測結果為1.01±0.57mas，這與之前的距離是一致的。2008年，使用依巴谷衛星的資料計算，天津四最可能的距離是475秒差距（1,550光年），不確定性大約是15%。

演化狀態

超巨星是宇宙中質量最龐大的恒星之一，隨之而來的巨大引力壓力將導致它們更快地耗盡核燃料。因此，它們會快速地經歷恒星演化階段，這種短暫的壽命意味著超巨星是一種相對罕見的恒星。天空中許多最知名的亮星都是超巨星，天津四就在此列。通過觀測到的光譜質量、表面氦豐度以及氮/碳比的情況可以得知，天津四最初是一個快速旋轉的后期O型恒星，主序階段的初始質量約為，但目前已經耗盡了其核心的氫并逐漸演化為一顆超巨星。大質量恒星，特別是紅超巨星（RSG）的演化往往取決于多個物理過程，如內部混合、旋轉、磁場以及質量損失等，發展過程仍然存在很大不確定性。研究人員測定了銀河系中紅超巨星的最大光度，并指出最亮的紅超巨星可能源自質量較大的恒星。此外研究還表明，一些質量較大的紅超巨星并不會就此結束生命周期，而會繼續演化成其他類型的恒星。例如，部分紅超巨星在經過一定條件下的質量損失后，可以二次橫穿赫羅圖向藍側演化。

以天津四的質量范圍，它最終將膨脹成為最明亮的紅超巨星，并且在數百萬年內核心就會坍縮，發生超新星爆炸。已經知道超過一定質量的紅超巨星爆炸，常會成為II-P型超新星，但外層失去更多的質量會使恒星表面變得更熱。根據它們的初始質量和質量流失率，它們可能會快速發展成為黃特超巨星或亮藍變星。或者成為沃爾夫·拉葉星（Wolf-Rayet stars），然后爆炸成為Ib和Ic超新星。

天文觀測

天鵝座是北方天空最引人注目的星座之一，它的主要恒星排列成一個巨大十字架的形狀，因此得名“北十字架”。其中最亮的恒星天津四位于天鵝的尾部（或者在十字架的頂部），“北十字架”的成員還有天鵝座β（天鵝座β）、天津一（天鵝座γ）、天津二（天鵝座δ）、天津九（天鵝座ε）。除此之外，天津四還是天文學中另一個廣為人知的，由天琴座的織女星、天鷹座的牛郎星一起組成的星群“夏季大三角”中的一個頂點。“夏季大三角”的輪廓近似直角三角形的形狀，天津四位于較大的銳角上。天津四位于赤經20h41m25s，赤緯+45°16'49" 。它是夜空中第 19 顆最亮的恒星，于每年9月7日晚上9點、10月23日下午6點和7月24日午夜12點時達到最亮，對應北半球的夏季夜晚。對于北緯 45° 或以上的觀測者而言，天津四是一顆拱極星，永遠綴于地平線以上，在明尼阿波利斯、蒙特利爾和都靈等地的最低點，它將掠過北部地平線。在南半球，在南緯 45° 以南看不到天津四，因此在南半球冬季，它在南非、澳大利亞南部和新西蘭北部幾乎不會升到地平線以上。由于地軸進動，天津四將在公元 9800 年左右成為一顆近似天罡星（偏離北天極 7°）。它只會在距離極點7°以內，并且不會像北極星那樣準確地標記真北。目前的北極星距離地極僅有0.5°的距離，因此是真北的更好指示物。盡管它的視星等僅為1.98，比天津四要暗得多。

變星研究

作為最受關注的早期A型超巨星之一，天津四是α Cygni型變星的原型，它所表現出的低振幅的光度和速度變化在大多數熱超巨星、過亮的超巨星以及一些主序星中均能被觀察到，但造成這些變化的機制仍未明晰。先前的研究表明天津四是一個可能的單線光譜雙星，其中恒星的光譜線表明其徑向速度存在周期性變化。但通過對其進行光譜和光度觀測，未發現明確的伴星存在證據。

天津四不規則且快速的脈動導致其亮度在1.21至1.29之間變化。在1910年，李（Lee）就已經發現它的變化，但直到1985年，《變星總表》第4版才正式將其列為一類獨特的變星。目前，天鵝座α變星脈動的原因尚不完全清楚，但它們的不規則性似乎是由于多個不同脈動周期的節拍。徑向速度分析確定了16種不同的居諧波脈動模式，其周期范圍在6.9至100.8天；可能還有大約800天的較長時間。

五年光度觀測

為了理解天津四和其他熾熱超巨星的復雜觀測變化以解釋這些變化背后的潛在物理機制，科學家在1997年至2001年期間進行了大量光譜和光度觀測。1997年3月20日到2001年12月21日期間，利特爾天文臺（Ritter Observatory）1米望遠鏡和光纖饋入回波光譜儀獲得了339個高分辨率（R = 26,000）的天津市四紅-黃光譜。1997年10月29日至2001年7月2日的同時期內，Four College Automated Photoelectric Telescope （FCAPT）進行了370次Str?mgren差分光度測量。使用了非變星檢查（ch）和比較星（c）。每次觀測包括測量暗計數，然后依次測量天空-ch-c-v-c-v-c-v-c-ch-天空。為了避免探測器非線性，對天津四的觀測必須通過星等為5的中性密度濾光器。觀測數據顯示，天津四的大氣中徑向脈動并不常見，只有兩個時期出現了這種現象，頻率低于20%。1997年的觀測中，科學家們發現了一個40天的吸收事件，而2001年的高速吸收事件中也發現了類似的周期。盡管對于如此明亮的目標來說，光度測量很困難，但長期監測（跨多個季節）對于理解天津四的可變性機制至關重要。

半規則脈動

天文學家喬治·帕多克（George Frederick Paddock）在1927年至1935年間提供的徑向速度數據顯示出天津四的半規則脈動，主要周期約為12天。隨后，在1956年收集的數據中，在大振幅的脈動減弱后突然在不到一天的時間內開始了一系列新的脈動。其中五次重新開始的間隔平均為72.4±0.3天，新的脈動似乎可以在前一次脈動期間的任何相位開始。在穆杜姆巴·帕薩拉薩帝（Mudumba Parthasarathy）和大衛·蘭伯特（David L. Lambert?）在1977年至1982年的徑向速度數據、理查德森（N. D. Richardson）等人在1997年至2001年的光度/徑向速度數據中，以及來自美國航空航天局過境太陽系外行星調查衛星（TESS）和AAVSO國際數據庫中的地面可見觀測數據中能夠這種行為的證據。由于地面數據采樣間隔太稀疏，無法確認約70天的重新開始間隔，也無法確定振幅突然增加的日期和相位。TESS數據以2分鐘的速率顯示了一個脈動重新開始的實例，但時間序列不夠長，也無法確認約70天的間隔。天津四是藍超巨星中的一顆，這些半規則脈動可能與藍超巨星大氣層下的對流層產生的微變化、脈動驅動的激波和稀疏，或者脈動-對流相互作用有關。

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