科技版~SGM之5~浩瀚宇宙中十顆最亮星辰璀璨奪目※織女星※

織女一（α Lyr / 天琴座α）是天琴座最亮的恆星，也是全天第五亮星，距地球25.3光年。織女一即著名的織女星，因在中國古代「牛郎織女」神話中，織女為天帝孫女，故亦稱天孫。

在北半球的夏天，織女星多半可在天頂附近的位置見到。由於織女星的視星等接近0等，因此不少專業天文學家會以織女星來作為光度測定的標準。

織女星與位於天鷹座的河鼓二（牛郎星），及天鵝座的天津四，組成著名的「夏季大三角」。如果把它看作是一個直角三角形，那織女星便是構成直角的星星。

織女星的光譜分類為A0V，其溫度比天狼星的A1V高一點。它仍於於主序星階段，並透過把核心內的氫聚變成氦來發光發熱。此外，織女星的質量為太陽的2.5倍，由於質量越高的恆星，其消耗燃料的速度也較快，因此每秒放出相等於太陽50倍的能量，所以織女星的壽命僅為10億年，即太陽壽命的十份之一；經測定織女星每12.5小時自轉一周，整顆恆星呈扁平狀，赤道直徑比兩極大了23%。

在1980年代，IRAS衛星發現織女星被一塵盤包圍著，最初認為是一原行星盤，而現時則認為是一「碎片盤」，這是因為織女星本身仍年輕，只有2億年。1998年，洛杉磯加利福尼亞大學的聯合天文中心偵測到該塵盤一些不尋常的地方，指出織女星有可能有行星存在。2003年，一篇論文提出假設，這些不尋常的發現，可能是有一顆類似海王星的行星，在5600萬年間的軌道遷移而造成的，其軌道日距從原來的40 AU移到65 AU的遠處，為內圍類地行星的形成提供了一個環境。這些假設仍有待證實，但以織女星比太陽強大得多的熱力，科學家相信在內圍地方的行星一定不可能存在生命。

對天體拍照的天體攝影術誕生於1840年，那時約翰·威廉·德雷伯使用銀版照相法對月球進行了拍照。7月17日，哈佛大學天文臺的William Bond和John Adams Whipple對織女星進行了拍照，這是第一顆（除了太陽）被拍照的恆星，使用的也是銀版照相法。亨利·德雷伯在1872年8月對織女星拍照的時候，得到了第一張恆星光譜的照片。這也使得他成為第一個展現恆星的吸收譜線的人。（類似譜線已經在太陽的光譜裏得到辨識。）1879年，William Huggins用織女星和類似恆星的光譜照片辨認一系列在該類恆星裏普遍存在的12條「很強的譜線」。之後這被辨認出是氫原子的巴耳末系譜線。

織女星的距離可以通過測量地球繞太陽公轉時，它相對背景星的視差得到。第一個出版恆星視差的人是瓦西裏·雅可夫列維奇·斯特魯維，它宣稱的織女星視差值是0.125弧秒(0.125″)。但是弗裏德里希·威廉·貝塞爾對斯特魯維的該數據表示懷疑。當貝塞爾公佈的恆星系統天鵝座61的視差為0.314″時，斯特魯維把織女星的視差修正為之前的近兩倍。這個修改使得斯特魯維的數據更值得懷疑。因此當時包括斯特魯維在內的大部分天文學家都認可貝塞爾的數據是首個視差結果。然而令人吃驚的是，斯特魯維的先前的數據與當前我們接受的值0.129″非常接近。

從地球上看到的恆星亮度是使用標準化的對數刻度，即視星等來表示，它隨著恆星亮度的增加而減小。肉眼能見的最暗恆星為6等星，而最亮的恆星天狼星星等為-1.47等。為了標準化這個對數刻度，天文學家選擇織女星來作為所有波長的0星等。因此多年以來，織女星被用作是絕對光度測定的亮度刻度。 然而這並沒有延用下來，現在視星等的零點普遍使用特定數值的光流量來表示。這種方法對於天文學家來說更加簡便，因為織女星並不能永遠作為度量的標準。

UBV測光系統測量通過紫外、藍和黃色濾光片的恆星星等，分別用U,B,V表示。織女星是1950年提出的用來設置UBV測光系統的初始平均值的六顆恆星之一。這六顆恆星的平均星等被定義為：U - B = B - V = 0.實際上，這些恆星在黃、藍和紫外部分的電磁光譜的星等是一樣的。因此，織女星在可視的範圍內有較接近的電磁波譜—波長範圍為350-850奈米，人眼能夠看見這其中的大部分；因此光流量密度大致相等：2000-4000Jy然而，織女星的光流量密度在紅外波段則大幅降低，每5 平方毫米大約為100Jy。

1930年代對織女星的光度測定表明其有近±0.03星等的微小光度變化。這個波動範圍接近當時觀測能力的極限，所以對織女星光度變化的話題存在爭議。在1981年，David Dunlap天文臺重新測量了織女星的星等並顯示出它有輕微的光度變化。因此織女星被建議歸類為盾牌座δ變星。這類恆星以類似的方式振蕩，使得恆星的光度存在週期性的脈動。雖然織女星符合這類變星的物理特性，但其他觀測者卻沒有發現這種變化。因此織女星的光度變化可能是測量中的系統誤差造成的。

1983年，織女星成為第一個被發現有塵埃盤的恆星。紅外線天文衛星（IRAS）發現織女星發出紅外超輻射，這可能是塵埃盤被恆星加熱而輻射出來的能量。

在夏夜的北半球中緯度地區，常常可以看到織女星位於靠近天頂的位置。而對於冬天的南半球的中緯度地區，織女星一般低垂在北部的地平線上。由於赤緯是+38.78°，織女星只能在51° S以北的緯度看見。因此在南極洲以及南美的大部分地區，織女星不會升到地平線以上。在+51° N緯度以北，織女星會作為拱極星一直位於地平線以上。在7月1日左右，織女星會在午夜時分過中天 (經過天球子午線，也最接近天頂）。

織女星位於一個稱作夏季大三角的大範圍星群。夏季大三角包括天琴座0等的織女星、天鷹座的牛郎星以及天鵝座的一等星天津四。這個三角形近似一個直角三角形，織女星位於其直角頂點上。由於附近鮮有亮星，所以夏季大三角在北部天空非常顯著。

天琴座流星雨是很明顯的流星雨，每年在4月21~22日左右達到極大期。當小規模的流星以很高的速度進入地球大氣時，它的物質蒸發併產生一道光。在流星雨期間，眾多流星從同一個方向到來，從觀測者看來，它們發光的尾跡看起來是從天空中的同一點輻射而來。天琴座流星雨的輻射點就在織女星附近，因此也常稱為天琴座α流星雨。但實際上他們是由佘契爾彗星所引起的，與織女星沒有任何關係。

織女星的光譜型為A0V，是一顆主序星，看起來白中透藍，其核心正在發生從氫到氦的核聚變。由於大質量的恆星比小質量的恆星核聚變更快，所以織女星停留在主序星的時間只有約10億年，這隻有太陽的十分之一。織女星當前的年齡大約是4.55億年。快超過了它在主序星階段壽命的一半。脫離主序星階段之後，織女星將變成一顆M型的紅巨星並失去大部分質量，最終成為一顆白矮星。當前，織女星質量超過太陽的2倍，全光度是太陽的37倍。織女星可能是一顆盾牌座δ變星，光變週期約為0.107天。

織女星核心產生的能量來自於碳氮氧循環（CNO循環），這是一種通過以碳、氮、氧原子核為仲介，把質子聚合為氦的核聚變過程。該過程需要約1500萬度的高溫，這比太陽中心的溫度還要高，但比太陽的質子-質子鏈反應的效率更高。CNO循環對溫度高度敏感，緊鄰的對流層將核心區聚變反應產生的「灰」均勻散佈，接著是輻射層，最外層是大氣層。這與太陽形成鮮明的對照：太陽的輻射層在中心，其外覆蓋的是對流層。

織女星的能量通量已經對照「標準光源」精確地進行了測量。在波長為5480 Å的波段，光通量為3,650Jy，誤差範圍2%。織女星的可見光譜中，氫的吸收光譜線佔主導地位，特別是在電子主量子數n=2的巴耳末系。其他元素的譜線相對來說較微弱，其中較強的是電離的鎂、鐵、鈣線。織女星的X射線輻射很微弱，這表明織女星的日冕肯定很微弱甚至不存在。

南比戈爾天文臺(Observatoire du Pic du Midi de Bigorre)的一個天文學家小組使用磁分光偏振法探測到織女星的表面存在磁場。這是在光譜型為A型的恆星、而不是Ap和Bp星這類化學豐度特殊星上第一次探測到磁場。視線方向的平均磁通量為−0.6±0.3 高斯 (單位)這與太陽表面的平均磁場強度相當。

織女星的半徑曾通過干涉儀進行高精度的測量，結果顯示它的半徑估計為太陽半徑的 2.73±0.01倍。這比天狼星的半徑大60%，但恆星模型顯示它只應該大約12%。這個矛盾可以解釋為我們觀測到的是高速旋轉的織女星的轉軸方向。高解析度天文中心（CHARA）干涉儀在2005年至2006年的觀測證實了這個推測。

織女星的自轉軸與我們的視線夾角不大於5°。其赤道附近的恆星自轉速率約為 274km/s (相當於自轉週期為12.5小時),，已達到因離心力效應而解體的速率上限的93%。極速自轉導致織女星明顯變扁，赤道半徑比極半徑大 23%。(織女星的極半徑為2.26±0.02 太陽半徑, 赤道半徑為 2.78±0.02太陽半徑。)從地球上看，視線幾乎正對著極區，因此它看上去特別大。

兩極的重力加速度大於赤道地區，根據「馮.Zeipel定理」，兩極的光度也較高。這可以從恆星表面有效溫度的變化上看到:極區溫度高達 1萬K, 而赤道區域約為 7,600K.結果是：赤道面的亮度僅為極區的一半。因此，這導致了強烈的重力變暗（gravity darkening）效應：相對於普通的基本球對稱恆星而言，從極區看去，織女星會比預期的暗。溫度梯度還意味著赤道周圍可能存在「對流區」,而其餘的大氣層基本都處於輻射平衡中。

假如織女星是顆普通的球對稱、緩慢自轉的恆星，那麼按當前測定的距離而言，它的絕對光度將是57個太陽，遠遠大於同等質量普通主序星的絕對光度。高速旋轉的發現解決了這個矛盾——織女星的絕對光度約為37個太陽。

基於織女星長期以來是望遠鏡標定的標準星（視星等≈0），高速旋轉的發現將可能對那些基於其是普通球對稱恆星的推論構成挑戰。隨著其自轉速度、自轉軸傾角的確定，有望改進儀器的校準精度。

天文學家把原子量比氦更大的元素稱為「金屬」。織女星光球層的金屬度只有太陽大氣層金屬豐度的32%。（跟織女星一樣，天狼星的金屬豐度也只有太陽的三分之一。） 太陽比氦更重的元素豐度（即金屬豐度）約為ZSol = 0.0172 ± 0.002.從豐度上來說，織女星只有0.54%的組成元素比氦更重。

異常低的金屬含量使得織女星成為一顆牧夫座λ型恆星。然而光譜型A0-F0的恆星為何存在如此罕見的化學組成仍舊是個未知數。其中一種可能是擴散或質量損失的結果，雖然恆星模型顯示這一般只發生在恆星的氫燃燒階段末期。另一種可能是該恆星誕生於異常低金屬含量的氣體塵埃等星際物質中。

觀測到的織女星的He/H比例為0.030 ± 0.005，這比太陽低約40%。這可能是由於其近表面的氦對流層消失引起的。能量傳遞被輻射層所取代可能引起與擴散大不相同的異常。

恆星的徑向速度是該星沿著地球視線方向的運動分量。如果織女星具有遠離地球的運動，從織女星發出的光線的頻率會降低(偏向紅色)，如果向著地球運動，頻率則會升高(偏向藍色)。因此可以通過測得恆星光譜的紅移或藍移量來計算速度。對織女星的精確的測量表明其紅移值為−13.9 ± 0.9 km/s。負號表示其相對運動朝向地球。

恆星的自行會引起恆星相對於更遠的背景星的位置變化。對織女星的精確測量表明其自行為：赤經方向202.03 ± 0.63 毫弧秒/年，赤緯方向287.47 ± 0.54 弧秒/年。織女星的合成自行為327.78 弧秒/年，這使得它在11,000 年內移動一度。

在銀道坐標系統裏，織女星的空間速率分量為(U, V, W) = (−16.1 ± 0.3, −6.3 ± 0.8, −7.7 ± 0.3)，合成的空間速率為19 km/s。面向太陽方向的徑向速率分量為−13.9 km/s，而切向速率為9.9 km/s。雖然當前織女星只是天空的第五亮星，但是因為其逐漸接近太陽而緩慢地變亮。在約210,000年後，織女星將最終變為地球夜空中的最亮星；在290,000年後將達到其峰值星等為-0.81，在270,000年後變成天空中的最亮星。

來自James Clerk Maxwell Telescope的觀察者在1997年披露了一個距離織女星9″ (70 天文單位)的「狹長的明亮中心區域」。這被假像為被太陽系外行星所攝動的塵埃盤或被塵埃包圍的旋轉天體。然而，凱克天文臺拍攝的照片排除了視星等低於16的伴星（如果有的話，其質量會超過木星的12倍）的可能。夏威夷Joint天文中心及加州大學洛杉磯分校的天文學家們這個照片可能預示著一個正在形成的行星系統。確定行星的性質並不是一件簡單的事；2002年一份論文設想，該區域可能是由一顆木星質量大小的行星的反常路徑而引起的。

2003年有猜想認為這些聚集物可能由一顆海王星質量大小的行星在5600萬年裏從40天文單位的地方轉移到65天文單位的地方所致，這個運行軌道足夠大，使得靠近織女星的更小的岩質行星能夠形成。該行星的遷移需要另一顆在更小軌道裏運行的更大質量的行星的引力作用。

2005年，通過夏威夷Subaru telescope的日冕儀，天文學家將繞行織女星的行星的大小上限確定為5~10倍的木星質量。雖然織女星的行星系統被未被直接觀測到，但該可能性並不能被排除。因此可能存在更靠近織女星的小型類地行星，它繞行織女星的軌道傾角可能很接近恆星的赤道平面。從假想的織女星的行星上的觀察者來說，我們的太陽會以一顆暗至4.3星等的恆星出現在天鴿座。

由於地球的自轉，恆星的位置每晚都會發生變化。然而，當一顆恆星位於地球自轉軸指向的位置時，它任何時候都會保持在固定的位置，這種恆星稱為指極星。地球自轉軸的位置隨著一個稱為進動過程而逐漸發生變化。每個完整的進動週期需要25,770 年，這期間地球的旋轉軸在天球上畫出一個圓形的軌跡，這個軌跡會接近幾顆著名的恆星。當前這顆星是北極一，但是大約西元前12,000 年，地軸離織女星大概只有5°。隨著進動的過程，地軸會在約西元14,000年的時候重新接近織女星。它是各任北極星中最亮的。

        

對北部的玻裏尼西亞人來說，織女星是眾所周知的whetu o te tau，年星（the year star）。歷史上一段時間它曾經標誌著他們新年的開始，那時應該去準備播種了。但最終這個功能被昴星團所替代。

亞述人把織女星稱為Dayan-same，「天堂判官」"，而在阿卡德語中則稱為Tir-anna，「天堂之魂（Life of Heaven）」。 在巴比倫天文學中，織女星可能曾經是稱為Dilgan的恆星的一顆，意為「光的信使」。對古希臘人來說，天琴座是俄耳甫斯（Orpheus）的豎琴，而織女星就是豎琴的柄。而在羅馬帝國，秋天的起點就是基於織女星在特定的時刻從地平線升起的時候開始的。

在中國神話裏，有一個七夕的故事，故事講述的是牛郎（牛郎星）和他的兩個孩子（河鼓一和河鼓三）被銀河與他們的母親織女（織女星）所分隔開。然而，每年中國農曆的七月初七，喜鵲會在銀河上搭起一座橋，供牛郎和織女短暫地相會。日本的七夕節（Tanabata）把織女星稱作織姫（Orihime）也是基於這個傳說。在拜火教裏，織女星有時候會與一個叫做Vanant的小神聯繫在一起。Vanant的意思是「征服者」。

「中原古典神話流變論考」：「牛郎叫如意，是南陽城西桑林村的人，織女從天上來到人間，與牛郎成親，親手教南陽一帶的姐妹們學會養蠶、抽絲、織綢緞。」

傳說在很久很久以前，南陽城西的牛家莊有一個叫牛郎的孤兒，隨哥哥嫂子生活，嫂子對他不好，給了他九頭牛卻讓他領十頭回來，否則永遠不要回去。沮喪之時他得到高人指點，在伏牛山發現了一頭生病的老黃牛，他悉心照料，才得知老牛原來是天上的金牛星被打下凡間，牛郎成功將其領回家。後來在老牛的指點下，牛郎找到了下凡仙女們洗澡遊玩的地方，拿起了其中一個的衣服，那個仙女名字叫織女，兩人相識，遁入愛河，後生育有龍鳳胎。但由於觸犯天規，織女被帶回天界。

老牛告訴牛郎，它死之後把皮做成鞋穿上就可以騰雲駕霧。後來牛郎終於上了天界，眼看就要和織女團聚，被王母娘娘頭上銀簪所變的銀河攔住去路。天上的喜鵲被他們的愛情感動了，化作「鵲橋」，牛郎織女終於團聚。王母娘娘有些動容，後命每年農曆七月初七，兩人才可在鵲橋相會。之後，每年七夕牛郎就把兩個小孩放在筐中用扁擔挑起，上天與織女團聚，成為佳話。

從古代典籍的記載看，民間認為織女聰明美麗、多才多藝，在七月七日晚間，向織女乞求智巧，可以除去笨拙，變得眼明手巧，故亦稱為"乞巧節"；又因為參與乞巧活動的大多為閨閣婦女，因此又叫"女兒節"。是日婦女多在庭院聚會，穿新衣、拜雙星（即牛郎星和織女星）、擺香案、供果品，穿針引線、搭接彩縷，進行各項乞巧活動。

河鼓二，即著名的「牛郎星」，「天鷹座α」(Altair)，又叫「牽牛星」或「大將軍」，在日文中稱作「彥星」。排名全天第十二的明亮恆星，白色。在星空觀測中，是夏季大三角中的一角。它和天鷹座β、γ星的連線正指向織女星。西方稱呼此星為Altair，是阿拉伯語的「飛翔的大鷲（Al nasr-l'tair:النسر الطائر）」的縮寫。位置：赤經19時48.3分，赤緯8度44分。

河鼓二距離太陽系16.7光年，是恆星光譜A型中的主序星。它的質量是太陽的1.7倍，直徑為太陽的1.8倍，亮度是太陽的10.6倍。表面溫度約7000攝氏度。在2005年發表的一篇論文中，曾有人主張該星事實上是一顆週期為1.5小時，位於盾牌座的δ型脈衝變星。

該星與著名的天狼星存在很多相似之處：都是非常年輕的恆星（形成時間可能僅有數億年），其核心都是由氫的核聚變反應產生的氦構成。這樣的恆星，在其壽命達到35億年左右時，由於氫原料的耗盡而向內收縮，形成紅巨星，最終演化成白矮星。河鼓二星的自轉速度非常高（每秒286公里，自轉一周需8.9小時），因此在外形上呈現橢球形。其赤道直徑是兩極直徑的1.14倍。1978年之後，科學家觀測到河鼓二是有3顆伴星的四重聯星。該三個恆星可能是紅矮星，也可能是褐矮星。2007年，NASA再次宣佈：該三個恆星只是河鼓二（牛郎星）的光學伴星。目前河鼓二已經被認定為單星，不存在伴星系統。

根據哈伯太空望遠鏡的觀測結果，目前還沒有發現可觀測到的類木行星。根據科學家的推測，如果在距離河鼓二主星3.4AU的位置上存在類地行星的話，在該行星上很可能有液態水。但是考慮到該星系尚還年輕，該類地行星也會像最初10億年的地球一樣，處在隕石和流星不斷撞擊中。即便存在生命的話，只有原始的單細胞生物和細菌能夠存活。

1983年、日本科學家森本雅樹和平林久一起，從史丹福大學的研究室裏向河鼓二發射了無線電信號。這也是日本首次參加METI項目(Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence)，即Active SETI（主動搜尋地外文明計劃）。

          

河鼓二即著名的牛郎星是位在天鷹座α，又叫牽牛星或大將軍，在日文中稱作彥星。排名全天第十二的明亮恆星。