北落師門 (Fomalhaut ),也稱為 南魚座α (α Piscis Austrini ,縮寫為α PsA ),是南魚座 中最明亮的恆星,也是夜空中最明亮 的恆星之一。根據依巴谷卫星 的觀測結果,北落師門屬於A型主序星 ,距離太陽約25光年 (7.7秒差距 ) [11] 。自1943年起,此恆星的光譜 一直被用作其它恆星分類的基準[12] 。北落師門和織女星 類似,會發出過量的紅外線輻射 ,表明該星被星周盤 環繞著[13] 。北落師門、K型主序星 南魚座TW (北落師門 B)和M型 紅矮星 LP 876-10 (北落師門 C)共同組成三合星系統,伴星彼此之間相距約8度。[14] 。
北落師門在系外行星 的研究中具有特殊意義:北落師門是第一個以可見光譜 成像得出可能有系外行星(稱為北落師門 b ,後稱“大袞”)的恆星系統。現有數據和新數據的分析表明大袞其實不是行星,而是由一次碰撞導致的塵埃盤,其影像於2008年11月在《科學期刊 》上發表。北落師門是已知具有行星系統的第三亮星 (從地球觀測),僅次於太陽 和北河三 。
命名 北落師門 (α Piscis Austrini )在拜耳命名法 的拉丁 名稱是 Alpha Piscis Austrini ;它在佛氏命名法 的名稱是南魚座24 。在托勒密 的古典天文學時期,南魚座是寶瓶座 的一部分。在1600年代,約翰·拜耳 將它分割出來成為南魚座。約翰·佛蘭斯蒂德 依據托勒密的星座,在1725年另外命名它為寶瓶座79 。目前的名稱反映了現在的共識,依據拜耳決定的版本,將這顆星歸屬於南魚座[15] 。 根據多星系統的命名規則,北落師門、南魚座TW、LP 876-10這三顆星分別被命名為北落師門A、B、和C[16] 。在此處發現的行星被命名為北落師門b 。
這顆恆星的傳統名稱源自Fom al-Haut ,是來自科學的阿拉伯文 فم الحوت fam al-ḥūt (al-janūbī) ,意思是 "南方之魚的嘴"(照字義是鯨魚的嘴:"mouth of the whale",出自托勒密翻譯的標籤上[17] [18] )。在2016年,國際天文學聯合會 的IAU恆星名稱工作組 (WGSN)[19] 為恆星的固有名稱標準化並建立目錄。WGSN的第一份公告在2016年7月發布[20] ,表中包括前兩批核定的名稱,其中就有北落師門的名稱: Fomalhaut。
在2014年7月,國際天文學聯合會 (IAU)發動為一些系外行星 命名的程序[21] ,這些程序包括公開提名和投票選出新名稱[22] 。 在2015年12月,IAU宣布北落師門b的新名稱是大袞 (Dagon)[23] 。
獲勝的名稱是由美國 明尼蘇達州 聖雲市 的Todd Vaccaro提出(St. Cloud State University Planetarium (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )),經由IAU審議參與投票[24] 。大袞 是閃米特人 的神,造型是半人半魚[25] 。
北落師門A 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 (ALMA)拍攝的北落師門與周遭的塵埃環[26] 。 北落師門位於天球赤道 南方,赤緯−29.6°,因此最佳的觀測場所在南半球 。然而,它不像十字架二 、南門二 和老人星 那麼偏南,這意味著在北半球 的大部分場所還是可以看見北落師門。它的緯度比天狼星 還要更南,接近心宿二 的緯度。在40°N,北落師門出現在地平線上的時間可以達到8小時,高度也可以到達20°;在幾乎相同時間升起的御夫座 五車二 ,則可以出現在地平線上長達20小時。在英格蘭 ,這顆星因為非常靠近地平面,視亮度從未超過2.2等;在阿拉斯加 南部或斯堪的納維亞 則從來不會升到地平線之上[27] 。事實上,在北半球可見的飛馬座 四邊形的西側(面向南方的右手邊)就指向北落師門。將室宿一 (飛馬座α)與室宿二 (飛馬座β)的連線,向南方延伸約45˚ ,就可以看見北落師門,而且中間完全沒有亮星[28] 。
性質 北落師門是一顆年輕的恆星,多年來認為他的年齡在1至3億歲之間,潛在的壽命是10億年[29] [30] 。在2012年的研究指出它的年齡應該已有7002440000000000000♠ 440± 40 百萬年 ;表面的溫度約為8,590 K (8,320 °C )。北落師門的質量大約是太陽 的1.92倍,亮度則是16.6倍,甚至更高,直徑約為太陽的1.84倍[7] 。
與太陽比較,北落師門是貧金屬 星,這意味著除了氫和氦之外,其它的元素的百分比都較低[8] 。金屬量通常是通過對光球 中鐵的相對於氫的豐度來決定。1997年,光譜學 的研究測量的值相當於太陽豐度的93% [9] [nb 1] 。1997年對被認為是其物理伴星,鄰近的南魚座TW 的研究,假設應有相同的金屬量,但推斷出的值是78%[7] [31] 。在2004年,北落師門的恆星演化模型給出的金屬量是79%[8] 。最後,在2008年,光譜測量的值明顯的降低,只有46%[10] 。
北落師門被宣稱是屬於北河二移動星群 的16顆恆星之一。這是一個恆星的集團,它們在空間中有著相同的運動,並被宣告有物理上的關聯性。這個星群的其它成員包括北河二 和織女星 。估計這個移動星群 的年齡為7002200000000000000♠ 200± 100 百萬年 ,並源自同一位置[29] 。最近的研究發現,所謂北河二移動星群的成員不僅有很大的年齡範圍,而且運動的速度也大不相同,可能是在遙遠的過去曾經有關聯性。因此,這個動力學群組的"成員" 與北落師門在年齡上是無關的[14] 。
塵埃盤和行星 阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 (ALMA)拍攝的北落師門塵埃環[32] 。圍繞著恆星 的塵埃環 。 圍繞著北落師門的塵埃環 顯示出行星的位置 -影像來自哈伯太空望遠鏡 的日冕儀。 (2013年1月8日,NASA )。 北落師門被好幾道塵埃環 環繞著。 北落师门的尘埃盘分为数层。內層离恒星0.1天文单位,由高碳小顆粒(直径10-300nm)构成。其次是顆粒較大的圓盤,內緣與恆星相距0.4-1天文單位。最內部的盤目前還未能解釋[13] 。
最外層的盤位於133 AU (1.99× 1010 km;1.24× 1010 mi)環面 有著非常陡急的內緣,全部從邊緣傾斜24度[33] [34] ,塵埃帶分布的寬度大約25天文單位。盤面的幾何中心與北落師門偏移大約15 AU(2.2× 109 km;1.4× 109 mi)[35] 。盤面有時被稱為"北落師門的古柏帶 "。北落師門的塵埃盤被認為是原行星盤 [36] ,並且放出相當大的紅外線 輻射。測量北落師門的旋轉顯示,這個盤面如同恆星和行星形成的理論所預測,位於恆星的赤道平面[37] 。
在2008年11月13日,天文學家宣布發現了一顆被認為是太陽系外行星 的天體,其軌道在外層的塵埃環內。這是第一顆由哈伯太空望遠鏡 在可見光的觀測下捕捉到的太陽系外天體[38] 。從這個盤面有著陡急的內緣,早就懷疑有一顆行星存在這個橢圓形盤面的內側邊緣[39] 。這顆行星(北落師門b )的質量估計不會超過木星 質量的三倍,而至少是海王星 的質量[40] 。有跡象顯示,行星的軌道的拱點 未與塵埃盤對齊,這可能有額外的行星影響到塵埃盤的結構[41] 。
然而,多鏡面望遠鏡 (MMT Observatory)使用M-波段拍攝的影像,強烈的顯示氣態巨行星存在的極限在40天文單位處[42] ,同時史匹哲太空望遠鏡 的影響顯示北落師門b更可能只是塵埃雲[43] 。在2012年,兩個獨立的研究證實,北落師門b確實存在,但它被塵埃所籠罩,所以它可能是一個受到引力約束的碎石推積物,而不是顆完整成形的行星[44] [45] 。
赫歇爾太空望遠鏡 的北落師門影像顯示,在外側的塵埃帶中存在著大量蓬鬆的微米尺度大小的塵埃顆粒。由於這樣的顆粒會因為受到恆星輻射壓力,在短時間尺度下就會從系統中被驅離,所以這表明有星子不斷的碰撞恆定的補充這些塵埃粒子。顆粒的蓬鬆形態顯示起源於彗星,估計碰撞的程度相當於每天2000公里大小的彗星[46] 。
阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 對這顆恆星的觀測指出,系統中有兩顆行星存在,但它門的軌道半徑沒有一顆是與哈伯太空望遠鏡發現的北落師門b有關[47] 。
如果有額外的行星存在於4-10天文單位之間,它們的質量必然在20 MJ 以內;如果在2.5天文單位,則是30 MJ [48] 。
北落師門B(南魚座TW) 又稱為南魚座TW,與北落師門與相距0.28秒差距(0.91光年),屬K4型 主序星,因空間速度與北落師門一致(0.1±0.5 km/s),被認為是綁定在一起的夥伴。最近對南魚座TW的研究,估計年齡為7000400000000000000♠ 4.0± 0.7 亿年 ,與北落師門修正後的年齡(7000450000000000000♠ 4.5± 0.4 亿年 )非常吻合,進一步的認為這是一對物理聯星[7] 。
南魚座TW的名稱是天文學為變星命名 的名稱。北落師門B是一顆屬於天龍座BY型變星 的閃焰星 ,它變光的範圍在視星等 6.44至6.49之間,週期超過10.3天。雖然它比太陽小,但是一顆相對較大的閃焰星。多數的閃焰星是M型星 。
北落師門C(LP 876-10) LP 876-10也與北落師門系統相關聯,使其成為三合星。在2013年10月, Eric Mamajek和共同合作者近星研究會 宣布,先前已知的高自行 星LP 876-10 ,其距離、速度和色-光位置都與北落師門系統的另一成員一致 LP 876-10最初在1979年被編目在魯坦 (Willem Jacob Luyten)的高自行天體目錄自行星表 (NLTT)中;然而,最近才做了精確的三角視差和徑向速度的測量。LP 876-10 是一顆紅矮星 ,恆星光譜為M4V,與北落師門A的距離比南魚座TW更遠 -在天球上與北落師門A的距離大約5.7°,並且位於相鄰的寶瓶座 ,而北落師門A和南魚座TW都位在南魚座 。它目前與北落師門A的距離約為0.77秒差距(2.5光年),與南魚座TW(北落師門B)的距離約為0.987秒差距(3.22光年)。 LP 876-10位在北落師門系統的潮汐半徑, 1.9秒差距(6.2光年)的距離內。雖然LP 876-10本身已經被編入華盛頓雙星目錄 (稱為"WSI 138"),但在Mamajek等研究的影像、光譜或天文資料中,都沒有接近的恆星伴侶跡象[14] 。在2013年12月,甘迺迪等人報告使用來自赫歇爾太空望遠鏡 的紅外線影像,發現北落師門C有冰冷的塵埃碎片盤。多星系統擁有多個塵埃盤是極其罕見的[50] 。
詞源與文化意義 在時間的長河中,北落師門有各種各樣被北半球 許多文化,包括阿拉伯 、波斯 和中國 認可的名稱。它標示著西元前2500年的冬至點。它也是埃萊夫西納 崇拜狄蜜特 的標誌[51] 。
汉语中,北落師門的意思是「軍營的北門」。因為這顆星是自己孤立在軍營北門之外,標示著室宿 的一個星官 (參見星官 )[52] R.H. Allen的作品中拉丁化为“Pi Lo Sze Mun”。[18] 。 在波斯 ,它被稱為Hastorang ,是4顆王者之星 之一[18] 。 拉丁名字是ōs piscis merīdiāni, ōs piscis merīdionālis, ōs piscis notii :"南魚的嘴" [18] 。 在阿拉伯的口語稱為Difda al Auwel الضفدع الأول aḍ-ḍifdiˤ al-’awwal ,意思是"第一隻青蛙"(第二隻青蛙是土司空 ,也就是鯨魚座β )[18] 。 在澳洲南部的Moporr原住民,它是一個陽剛之人,稱為Buunjill [53] 。澳洲北方領土的瓦德曼人 稱它為Menggen —白鸚鵡[54] 。 根據印第安那自然資源部的資料,在印第安那州安德森附近的土墩州立公園,有幾個土墩對準著在秋季這幾個月升起的北落師門位置。在1980年,天文學家傑克·魯賓遜提議,在美國懷俄明州大角國家森林 的麥迪幸/麥迪幸山國家史蹟標誌 麥迪幸輪 ,和加拿大薩斯喀徹爾省,都各自標示了北落師門升起的方位[55] 。
在彼得·傑克森 導演的影片魔戒 上演之後,由於北落師門的岩屑環酷似電影中從遠處觀看的眼睛 ,新科學家 雜誌稱它為"偉大的索倫之眼 " [56] 。
在沃爾特·特維斯 的小說,《Steps of the Sun 》,主角拜訪了北落師門,並且發現(和描述)兩顆潛在可居住的行星。在菲利普·狄克 的小說《Lies, Inc 》(最初名稱為《The Unteleported Man 》)這一部分,有虛構的行星北落師門IX。娥蘇拉·勒瑰恩 的第一本科幻小說《羅坎諾的世界 》也設定在北落師門系統虛構的行星之上。
USS 北落師門 (AK-22) 是美國 海軍的兩棲貨輪 。
相關條目 註解 參考資料 外部連結
參旗六 (26.2 ± 0.2光年 ;1颗恒星)御女四 (26.22 ± 0.11光年 ;2颗恒星)鳥喙六 (28.0 ± 0.2光年 ;1颗恒星)厕三 (29.3 ± 0.2光年 ;2颗恒星)
DENIS 0334-49(27.04 ± 0.83光年 ;1颗褐矮星) 格利澤3517 (28.2 ± 0.4光年 ;1颗褐矮星)
左栏标出的是恒星系统中主要恒星的恒星类型。‡若考虑距离误差容限,恒星系统有可能在此范围外。 粗体字 突出的恒星系统为拥有至少一颗绝对星等 在+8.5或以上的恒星的系统。斜体字 突出的是有可能在此范围之外的恒星系统。