學霸從數學建模開始 第一百三十七章 測試題

    筆神閣 www.bishen8.cc，最快更新學霸從數學建模開始最新章節！

    暴雨

    天倉五，又稱為鯨魚座τ星（TauCeti/τCeti，發音為/tasita/），是在鯨魚座內一顆在質量和恆星分類上都和太陽相似的恆星，與太陽系的距離正好少於12光年，相對來說是一顆接近的恆星。天倉五是顆金屬含量稀少的恆星，人們推測它擁有類地行星（岩石行星）的可能性較低。根據觀測結果，它周圍的塵埃10倍於太陽系周圍的。這顆恆星看似穩定，只有少量的恆星變異。

    通過天體位置和徑向速度的測量並未發現天倉五有伴星，但是這隻排除大如次恆星，如同褐矮星的伴星。2012年12月偵測到了天倉五周圍可能有5顆行星存在的證據，其中一顆行星可能位於天倉五的適居帶。因為有岩屑盤，任何環繞著天倉五的行星都將比地球面對更多的撞擊事件。儘管這些事情導致行星不適宜居住，但普遍來說它擁有類似太陽的特性仍然在群星中引起大眾對它的興趣。它是搜尋地外文明計劃（SETI）搜尋的目標名單上的常客，因為它的穩定性和與太陽類似，而且它出現在一些科幻小說的作品中。

    天倉五不像其他著名的恆星，有廣為人知的固有名稱，它只是肉眼可以直接看見視星等為3等的暗星。從天倉五看太陽，也只是在鯨魚座內的一顆3等星。

    中文名

    天倉五/鯨魚座τ星

    外文名

    TauCeti

    分類

    恆星

    質量

    0.783±0.012M

    表面溫度

    5，344±50K

    快速

    導航

    金屬量

    岩屑盤

    行星搜尋生命

    運動軌跡

    自行是恆星橫越天球的總運動量，是通過比較更遙遠的背景天體位置確定出來的。雖然天倉五每年的移動量只有2弧秒以下，它被認為是一顆有著高自行的恆星，需要數千年的時間，位置的移動才會超一度，高自行是距離靠近太陽的一個證據。鄰近的恆星比遙遠的背景恆星可以更快速的在天球上橫越而過，也是研究視差的良好候選者。在天倉五的案例中，經由視差測量得到的距離是11.9光年，使他成為鄰近太陽的近距離恆星表中的一員，是繼南門二之後最靠近的G-型恆星。

    天倉五

    徑向速度是一顆恆星接近或遠離太陽的運動，與自行不同的是恆星的徑向速度不能直接觀察到，而必須透過觀察恆星的光譜來測量。由於都卜勒位移，如果恆星遠離觀測者而去，光譜中的吸收譜線會向紅色方向偏移（或是往更長波長的方向），反之接近的會向藍色方向偏移（或是往更短波長的方向）。在天倉五的例子中，徑向速度大約是17公里/秒，負值表示他是朝向太陽運動。[1]

    天倉五的距離，與它的自行和徑向速度結合在一起，可以計算這顆恆星通過空間的運動，相對於太陽的空間速度大約是37公里/秒。這個結果可以用來計算天倉五穿越銀河的軌道路徑，它的平均銀心距離是9.7千秒差距（32，000光年），軌道離心率則是0.22。[2]

    物理性質

    天倉五這個系統應該只有一顆伴星，有一顆可能受到重力束縛的黯淡伴星被觀測到，但是與主星的距離遠達10弧秒。沒有天體位置測量或逕向速度的攝動被曾經被偵測到，因此認為沒有足夠大的伴星，像是「熱木星」的天體在鄰近的軌道上運行，任何可能存在繞著天倉五運行的氣體巨星，距離都會比木星要遠。

    有關於天倉五的已知物理特性都來自分光鏡的測量。通過光譜和恆星演化模型的比較，能夠估計天倉五的年齡、質量、半徑和發光度。不過，透過天文干涉儀，相當準確的行星半徑量度可以直接做到。天文干涉儀展開一條長基線所丈量的角度遠較傳統天文望遠鏡所能解析的為小。透過這種手段，天倉五的半徑被假設為太陽半徑的81.6±1.3%，因此預期它的質量會比太陽略低一些；更早的干涉儀測量建議半徑為太陽的77.3±0.4%，但是精確度較低。

    自轉

    天倉五的自轉周期是依據傳統的H和K吸收線，標誌著被電離的鈣或是鈣II線的變化測定的，這組譜線的變化與表面的磁性活動緊密的結合在一起，所以對行星來說要完成恆星全自轉的量度需要對幾個活動域測量其周期變化的時間。由這種方法估計的天倉五自轉周期約為34天。由於都卜勒效應，恆星自轉的速率會導致吸收譜線的變寬（來自遠離觀測者那一側的光線波長將增長，朝向觀測者接近這一側的光波長將縮短），所以分析譜線的寬度可以估計出恆星自轉的速度。這顯示出天倉五的自轉速度為：

    此處veq是在赤道上的速度，i是自轉軸相對於觀測者的傾角。對一顆典型的G8型恆星，自轉速度大約是2.5公里/秒。測量到的自轉速度非常低，顯示天倉五的自轉軸幾乎是朝向位於地球上的觀測者。[3]

    光度和變化

    天倉五的光度大約只有太陽光度（SolarLuminosity）的55%，[4]一顆類地行星需要在0.7天文單位（AU，地球到太陽的平均距離）的軌道上繞行，才能得到如同地球所獲得的太陽照度，這要比金星還要更接近太陽一些。

    天倉五的色球層－恆星正位於輻射光線的光球層上的大氣層－目前呈現很少或沒有磁場的活動，顯示這是顆穩定的恆星。一項為期9年的溫度研究，米粒組織和色球層沒有明顯的系統性變化，環繞著鈣II的H和K線紅外譜帶顯示可能有，但相對於太陽是微弱的11年循環。對此另一種說法是：天倉五正處於類似蒙德極小期的低活動階段－歷史上的一個短周期，與歐洲的小冰期結合，當時太陽表面的黑子變得非常罕見。天倉五的譜線輪廓非常狹窄，顯示被觀察到的自轉和擾動都非常低。

    金屬量

    恆星的化學成分能夠提供重要的演化歷史，包括他的形成和年齡。組成星際物質的主要成分是塵埃和氣體，而從中形成的恆星主要成分是氫和氦，以及微量的重元素。當鄰近的恆星持續的演化和死亡，因此年輕恆星的重元素含量會傾向比老年的恆星為多。這些重元素都被天文學家視為金屬，並且將其含量稱為金屬量。恆星中的金屬量主要是依據鐵（Fe）元素含量的比率，很容易從氫當中分辨出來的重元素，並以對數與太陽的鐵豐度作比較。在天倉五的案例里，大氣中的金屬量大約是：

    或大約是太陽豐度的三分之一，以前的測量值在-0.13to-0.60之間變動著。[5]

    低的鐵豐度顯示天倉五是比太陽更早誕生的恆星：估計他的年齡在100億歲，相較於太陽的45.7億歲，100億歲的年齡代表著經歷可見宇宙的大部份時期。但是電腦模擬的年齡，依據選用的模型不同，在44億至120億年之間。