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巴納德星是由巴納德發現的自行最大的恆星,它是一個天體測量雙星。

1 巴納德星 -特點

  巴納德星之所以成為天文學家所矚目的熱門星球,是因為它有幾點與眾不同的地方。自行大

  第一是自行大,是目前所有已知恆星中自行運動最快的恆星,因此有時候也叫做逃亡之星(Runaway Star),它的自行比大熊座的飛行之星快一倍。一般恆星的自行一年還不到1角秒,牧夫座的大角星算是自行比較顯著的,一年也才不到2角秒,而巴納德星的自行一年是10.31角秒,這相當於只需175年,就可在天上移動一個月亮直徑的距離! 距離近

  第二是距離近,它距離我們太陽系只有5.96光年,是除南門二系統(半人馬座α三合星,比鄰星)外,距我們第四近的恆星。有趣的是,巴納德星現在正向著太陽系的方向運行,預估公元11800年時,會距地球僅3.85光年,當時它就會成了除太陽以外離地球最近的恆星。行星系

  第三個也是巴納德星最吸引人的地方,是這顆恆星周圍很可能有兩顆大小約等於木星和土星的行星在圍繞著它旋轉,是離我們很近的另一個太陽系。

2 巴納德星 -自行運動與視向運動

  一般而言,恆星應該是「恆定不動」的,但其實天上的每一顆星都在動,只是因為恆星通常距離我們都在數百、數千甚至數萬光年外,即使恆星有移動,相對位置改變也很小,很難察覺出來,在人的有生之年是看不出它在動的,但是如果恆星距離較近,相對就容易看出它的改變,天文學家稱此為「恆星自行運動」。但恆星自行運動只反映了恆星在垂直於我們視線方向的切向速度。恆星在沿我們視線方向也在運動,其速度稱為視向速度。
  巴納德星每年自行運動約10.31角秒,相當於每秒走90公里,它的視向速度是以每秒106.8公里接近我們。以此速率計算,天文學家認為公元11800年時,它將運行到距離太陽3.85光年處,而成為除太陽外最接近我們的恆星,取代比鄰星(4.3光年)的位置,那時亮度將增加到8.5等。

3 巴納德星 -可能的行星系統

  從1963年開始10年之間,有為數眾多的天文學家接受彼德·范德的觀點:他聲稱觀測到巴納德星自行運動上的攝動,顯示它擁有一顆或數顆比木星更大的行星。彼德·范德從1938年就開始觀測這顆恆星,並與斯沃斯莫爾學院(Swarthmore College)天文台的同事企圖以微尺從攝影干板上測量它的位置變動,與行星一致的軌道攝動,以證明它有行星級伴星的存在;他曾動用十個人測量巴納德星在干板上的位置,避免系統或人為的誤差產生。彼德·范德最初建議有一顆1.6木星質量的行星,以4.4天文單位的橢圓軌道繞行著巴納德星,他在1969年以論文明確的提出這些觀測結果。他在同一年稍晚提出巴納德星擁有兩顆行星,質量分別為1.1和0.8木星質量。
  其他的天文學家接著重複進行彼德·范德的觀測,並在1973年發表了兩篇重要的論文否定巴納德星附近存在著一顆行星或數顆行星。天文學家蓋特伍德和埃克霍恩在不同的天文台使用新的乾片測量技術,但是都未能證實行星級伴星的存在。赫爾希在四個月之前發表的論文,同樣使用斯沃斯莫爾天文台的資料,發現觀測巴納德星時發現到的各種變化與望遠鏡的鏡頭進行調整和修改的時間有關;認為彼德·范德「發現」的行星是望遠鏡維謢和升級時所造成的假象。
  彼德·范德從未承認行星並不存在,並且在1982年末再度發表巴納德星附近有兩顆行星的論文。彼德·范德在斯沃斯莫爾天文台的後繼者Wulff Heintz(他也是一位雙星專家)對他的研究結果表示懷疑,而且後來持續批評彼德·范德在1976年之前的研究結果;兩人的關係也因此而疏遠。
  目前天文學家還不能完全排除行星存在的可能性,他們在1980和90年代中對巴納德星伴星的觀測最後都沒有成功,於是他們最後在1999年利用哈柏太空望遠鏡來進行干涉測量仍未發現行星的蹤跡。
  這些爭議對系外行星的研究也許有負面的影響,但至少提高了巴納德星的知名度,使這顆恆星的聲望在科幻的社群中不斷的提升(科幻中的巴納德星),並且被納入代達羅斯計劃的觀測目標。

4 巴納德星 -行星系爭議

  天文學家Peter van de Kamp在1963年發表對巴納德星自行運動擾動現象的觀測與分析,推測它可能有一顆大小約等於木星的行星以24年為周期繞其運行,當時曾獲得多數天文學家的同意。但到80年代當收集的數據越來越多,發現許多矛盾后,這個結論開始有爭議,目前普遍認為當年的推論是錯的。
  新的分析認為巴納德星有兩顆行星;其中一顆行星的軌道周期為11.7年,軌道半長軸約2.7天文單位,質量約為木星的0.8倍;另外一顆星則為20年、3.8天文單位和約0.4倍。如果這些資料是正確的,則這將是用天體照相測量法找到的第一個包含有類行星的行星系。這些觀測需要極精確而長期的測量,所以對它們的推論還只是暫時的。
  無論最終結果如何,從某種意義上說,我們確實已經發現了巴納德星運行在同一軌道面上的行星系,只是更確切的證實還有待於今后的研究。

5 巴納德星 -亮度、直徑與質量

  巴納德星屬於紅矮星,光譜分類為M4V,表面溫度約為3000K,視星等是9.6等,亮度很弱,以肉眼觀測是看不見的。它的絕對星等是非常弱的13.3等,若將它和太陽放在一起,則它的明亮度只有太陽的萬分之四。
  它的質量約為太陽的17%,直徑約是太陽的1/6,相當於只有地球的20倍大。

6 巴納德星 -代達羅斯計劃

  英國星際學會(British Interplanetary Society)在上世紀70年代重新回顧了獵戶座計劃,並提出代達羅斯計劃,只不過以更強大而且環保效果好一些的聚變力量代替原子彈。這個計劃的目標是向6光年以外的巴納德星(Barnard's star,是距離太陽系第二近的星)發射一個探測器,並用50年的時間到達那裡。 代達羅斯恆星際探測器

  這個項目不是在象獵戶座那樣在外部爆炸,而是內部的發動機,在一個磁場構築的「燃燒室」中,向小燃料球照射發射電子束,產生離子。用磁場限制離子漿的辦法將比獵戶座計劃更高效,因為獵戶座計劃中原子彈的大部分爆炸能量都沒投射到船體上轉化為動力。外形

  探測飛船的質量為5.4萬噸,其中推進裝置重量是5萬噸,預計經過持續4年的加速后,可以達到光速的1/8。可以說代達羅斯計劃的理論是很有說服力的,設計上並沒有什麼突兀之處。有不少科學家認為我們執著於受控核聚變是沒有意義的,我們完全可以用不完全受控的核聚變來作為動力,而象獵戶座所需要的那些技術甚至在上世紀60年代末就已經存在了。
  總的來說,核裂變發動機是相當現實的東西,而核聚變發動機則基本偏向科幻,需要很多技術突破才能變成現實。但裂變材料很稀缺,而用於核聚變的氘和氚卻很多,在近處的月球上尤其豐富。此外,核聚變還有大幅度降低輻射污染的前景,其方式是利用氫核(質子)和硼-11(80%的硼是以硼-11同位素的形式存在)反應,雖然反應困難而且產生的能量小,但不產生γ射線和中子,只產生α粒子,可以說是相當乾淨的反應。所以人們對核聚變發動機仍舊存在更大的期望。

7 巴納德星 -觀測資料

  觀測資料曆元 J2000.0
  
星座蛇夫座
星官
赤經17 57 48.5
赤緯+04° 41′ 36″
視星等(V)9.54
特性
光譜分類M4Ve
B-V 色指數1.74
U-B 色指數1.28
變星類型天龍座BY變星
天體測定
徑向速度(Rv)-106.8 km/s
自行(μ)赤經(RA): -798.71 mas/年
赤緯(Dec.): 10337.77 mas/年
視差(π)545.4 ± 0.3 mas
距離5.98 ± 0.003 光年
(1.834 ± 0.001 秒差距)
絕對星等(MV)13.22
詳細資料
質量0.15-0.17 M☉
半徑0.15-0.20 R☉
亮度(bolometric)0.0035 L☉
亮度(visual, LV)0.0004 L☉
溫度3,134 ± 102 K
金屬量10-32% Sun
自轉130.4 d
年齡~1.0 × 10 年
其他命名
"巴納德逃亡之星",BD+04°3561a,GCTP 4098.00,Gl 140-024,Gliese 699,HIP 87937,LFT 1385,LHS 57,LTT 15309,Munich 15040,Proxima Ophiuchi,V2500 Ophiuchi,Velox Barnardi,Vyssotsky 799 
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