1910年時,亨利.羅素(Henry Norris Russell)還沒發表後來以他為名的赫羅圖,不過那時他正著手這方面的研究,他想要搜集一些已經知道距離恆星的光譜,於是羅素拜訪哈佛大學天文台台長愛德華.皮克林(Edward Pickering),那裡是當時全世界恆星光譜資料最豐富的地方。
皮克林認為太陽附近的恆星光譜他們幾乎都有,羅素卻有點懷疑,皮克林跟羅素說:「你選一顆恆星,我給你它的光譜。」羅素想了一下給出一顆恆星的名字:波江座40B。
令人困惑的波江座40B
波江座40(40 Eridani)是距離我們相當近的恆星系統,大約只有16.3光年。波江座40由A、B和C三顆恆星組成,三顆恆星中波江座40A最亮,波江座40B只有9.5等,而C更暗。B和C是互繞的雙星,這對雙星再繞A運行。
皮克林打電話給樓下的威廉敏娜.弗萊明(Williamina Fleming),請她找波江座40B的光譜。大約半小時後,弗萊明上樓回覆說,毫無疑問地波江座40B是一顆光譜型A的恆星。羅素聽了非常疑惑,因為他知道離太陽很近的暗星幾乎都是紅矮星,也就是光譜型是M的恆星,為什麼波江座40B是個例外呢?
皮克林對羅素說:「我一點都不擔心,這些我們不能解釋的事,正是引領知識進步的地方。」皮克林說的一點都沒錯,波江座40B是一顆白矮星,他們三個人見證一種全新天體的誕生。
1913年,羅素發表他的赫羅圖,主序帶左下方有一顆單獨的星,它就是波江座40B,也就是最早發現的白矮星。白矮星的體積非常小,跟地球差不多大,因為體積小能發出的光有限,所以跟其他恆星比起來,白矮星都相當暗。
1913年,羅素發表的赫羅圖,圖中左下方的黑點就是波江座40B
天狼星的夥伴
天狼星是全天空最亮星,距離我們非常近,只有8.6光年。1844年,白塞耳發現天狼星在天空中,移動的方式不是走直線,而是歪來歪去蛇行,他推測天狼星應該有一顆看不見的伴星,受到伴星的重力拉扯,影響天狼星的移動方式。
天狼星B是一顆白矮星,以大約50年的週期繞著天狼星運行。天狼星B並不暗,它的亮度是8.4等,一般的小望遠鏡就能看見,只是天狼星B太靠近天狼星,被天狼星的光芒掩蓋,不容易看見。天狼星B是距離我們最近的白矮星。
阿爾萬.格雷厄姆.克拉克(Alvan Graham Clark)是一位美國天文學家,專長是製作天文望遠鏡。1862年,克拉克製作一部18.5吋(47公分)的折射式望遠鏡,那是當時世界上最大的折射式望遠鏡。克拉克在測試望遠鏡時,把它指向天狼星,他看見白塞耳曾經提到,卻沒人看過的天狼星B,克拉克證實天狼星B的存在。
1915年,華特.亞當斯(Walter Sydney Adams)使用1.5米的望遠鏡,發現天狼星B的光譜型是A,跟波江座40B一樣。天狼星B成為第二顆被發現的白矮星。
哈伯望遠鏡拍攝的天狼星影像,左下方的暗星是天狼星B
錢卓拉X射線望遠鏡的天狼星影像,影像中較亮的是天狼星B,它的右上方則是天狼星
天狼星的亮度比天狼星B亮將近一萬倍,所以在可見光要看見天狼星B比較不容易。不過在X光上卻完全相反,天狼星B的表面溫度接近攝氏25000度,比天狼星的攝氏9600度還要高,天狼星B的高溫讓它發出較強的X射線,所以天狼星B在X射線的影像上反而比天狼星亮。
關於作者:李昫岱,屋頂上的天文學家主理人,中央大學天文所博士,曾經於中央研究院天文所和美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校從事研究工作,目前在中正大學教授天文通識課。天文跟其他語文一樣,有自己的文法和結構,唯一的不同是天文寫在天上!現在的工作是用科學、藝術和文化的角度,解讀、翻譯和傳授這本無字天書,期望透過淺顯易懂的方式介紹天文的美好!