杜鵑座 是南天 星座 ,拉丁語原名「Tucana 」指南美洲 大嘴鳥 。彼得·德克斯宗·凱澤 和弗雷德里克·德·豪特曼 率先劃分星座,彼得勒斯·普朗修斯 標上天體儀,約翰·拜耳 1603年印成《測天圖 》出版。普朗修斯與約道庫斯·洪第烏斯 1598年在阿姆斯特丹發佈繪有杜鵑座等十二星座的35厘米天球儀 ,法國探險家兼天文學家尼可拉·路易·拉卡伊 1756年用拜耳命名法 為杜鵑座星體命名。杜鵑座、鳳凰座 、天鶴座 、孔雀座 合稱「南天四鳥」。
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杜鵑座在夜空比較黯淡,最亮的恆星 鳥喙一 只是2.87視星等 的三等星。鳥喙四 是六顆恆星組成的星系,杜鵑座κ 包含四顆恆星。人類已在杜鵑座五個恆星系發現太陽系外行星 。杜鵑座47 是夜空比較明亮的球狀星團 ,也是小麥哲倫星系 最亮的球狀星團。
約翰·拜耳 《測天圖 》上的南天四鳥,杜鵑座在中間(顯示「Toucan 」
荷蘭領航員兼探險家彼得·德克斯宗·凱澤 和弗雷德里克·德·豪特曼 曾跟隨第一次荷蘭遠征印度尼西亞 船隊前往東印度 ,兩人在南天劃出杜鵑座等十二星座。1597或1598年,彼得勒斯·普朗修斯 與約道庫斯·洪第烏斯 在阿姆斯特丹 合作,把十二星座印上35厘米直徑天體儀發佈。德國天體繪圖師約翰·拜耳 1603年出版《測天圖 》,是第一部印有杜鵑座的天體圖集。普朗修斯與拜爾都把杜鵑座畫成大嘴鳥 。[ 3] [ 4] 德·豪特曼同年將星座劃入南天星表,取荷蘭語名稱「Den Indiaenschen Exster, op Indies Lang ghenaemt 」,意為「印度喜鵲,東印度 稱『朗』」[ 5] ,即原產東印度的長喙犀鳥 。1603年威廉·布勞 的天球儀把星座畫成頭盔。[ 6] 中國古代星圖 把杜鵑座劃入「鳥喙 」星官,英格蘭稱「巴西派伊」,約翰內斯·開普勒 與喬瓦尼·巴蒂斯塔·里喬利 稱「美洲雁」,卡伊休斯稱「印度喜鵲」[ 7] 。杜鵑座與鄰近的鳳凰座 、天鶴座 、孔雀座 全稱「南天四鳥」[ 8] 。
杜鵑座可以肉眼識別
杜鵑座形狀不規則 ,東靠水蛇座 ,北臨天鶴座 與鳳凰座,西接印第安座 ,南靠南極座 。星座覆蓋295平方度夜空,在88個現代星座排第48。1922年,國際天文聯會 確定以三字母縮寫「Tuc 」代表杜鵑座。[ 1] 比利時天文學家尤金·德爾波特 1930年正式劃分星座邊界,杜鵑座是十條邊組成的多邊形。星座在赤道坐標系統 的赤經 位於22h 08.45m 至01h 24.82m 範圍,赤緯 在−56.31°到−75.35°之間。[ 2] 杜鵑座在南天球的位置比較靠南,北半球 北緯30度線 以北均不可見,拱極星 始終位於南半球 南緯50度線 以南[ 9] 。
拜爾把杜鵑座畫上《測天圖》,但沒有用拜耳命名法 為星體命名,法國探險家兼天文學家尼可拉·路易·拉卡伊 1756年用拜耳命名法為星座恆星分配希臘字母「α」至「ρ」,其中省略「ο」與「ξ」,把距離很近的兩顆星都劃為「λ」,三顆星叫「β」。1879年,美國天文學家本傑明·阿普索普·古爾德 把拉卡伊視為星雲的天體劃為「杜鵑座ξ」,如今人類認定該天體實為球狀星團 杜鵑座47 。弗朗西斯·貝利 認為杜鵑座μ太黯淡,不該分配希臘字母,將原命名撤銷,組成杜鵑座κ 的星體有兩顆如今稱為κ1 和κ2 。[ 10]
杜鵑座比較明亮的恆星佈局就像風箏[ 11] ,共有約80顆恆星亮度超出7.0視星等[ 12] 。星座最亮的鳥喙一 為2.86視星等[ 13] ,代表大嘴鳥頭部[ 9] ,是光譜等級K3III的橙次巨星 ,距太陽系 約199光年 [ 13] 。該星表面溫度較低,「只有」4300開爾文,擁有424倍太陽光度 、37倍太陽直徑 、2.5到3倍太陽質量 [ 14] 。鳥喙一屬光譜聯星 ,用望遠鏡還無法區分其中兩顆星體,需測量主星光譜 變化來推斷從星存在,聯星系統 軌道周期4197.7天(11.5年)[ 15] ,目前人類對從星還一無所知[ 14] 。鳥喙一東南兩度的紅色星體杜鵑座ν 光譜等級M4III[ 9] ,離地約290光年[ 16] ,是在4.75至4.93視星等閃爍的半規則變星 [ 17] 。鶴五 是距地球約75光年、光譜等級F4V的黃白主序星,亮度4.0視星等[ 18] ,據理查德·辛克利·艾倫記載帶有藍色[ 7] ,該星代表大嘴鳥的喙[ 19] 。
鳥喙四 、鳥喙二 、杜鵑座κ都是多恆星系 ,分別包含六顆、兩顆、四顆恆星。鳥喙四在大嘴鳥尾巴附近[ 9] ,其中偏亮的β1 與β2 相隔27弧秒 ,亮度分別是4.4和4.5視星等,小型望遠鏡便能分辨。第三顆星體稱β3 ,與β1 和β2 相隔十弧分 ,肉眼就能區分。β1 、β2 、β3 都是聯星,所以星系共有六顆恆星。[ 20] 星座西南角的鳥喙二離地約251光年,由光譜等級B9.5V的藍白主序星 與淡黃色伴星組成[ 11] ,其中主星4.49視星等[ 21] ,伴星9.3視星等[ 22] 。杜鵑座κ合併亮度4.25視星等,距太陽系約68光年[ 23] 。其中最亮的杜鵑座κA為5.33視星等,光譜等級F6V[ 24] ,呈淡黃色[ 20] ;杜鵑座κA西北方向五弧秒的杜鵑座κB光譜等級K1V,亮度7.58視星等[ 20] [ 25] 。杜鵑座κB西北五弧分的天體合併亮度7.24視星等,由光譜等級分別是K2V與K3V的橙主序星組成[ 26] ,用杜布森望遠鏡 等高功率設備可以看出兩顆主序星相隔約一弧秒[ 20] 。
小麥哲倫星系 基本在杜鵑座
杜鵑座λ是光學雙星,由實際距離很遠,但從地球角度觀察基本重疊的λ1 和λ2 組成。杜鵑座λ1 是離地186光年的聯星,由6.22視星等、光譜等級F7IV-V的黃白星[ 27] 與7.28視星等、光譜等級G1V的黃主序星組成[ 28] 。杜鵑座λ2 是光譜等級K2III的橙次巨星,已結束主序星階段,逐漸膨脹並冷卻。該星距地球約220光年,亮度5.46視星等[ 29] 。
鳥喙七 代表大嘴鳥的左腿[ 19] ,是光譜等級B9iV的B類次巨星,亮度約4.49視星等,離地約373光年[ 30] ,約有四倍太陽質量[ 31] 。
杜鵑座θ 是距地球約423光年的A類星[ 32] ,實際是相隔非常近的聯星。其中主星屬矮造父變星 ,這類變星的閃爍周期很短(不超過六小時),曾用作宇宙距離尺度 ,是星震學 研究的重要目標。[ 33] 主星質量約為太陽兩倍,從星屬貧氫矮恆星,已有質量與太陽接近的物質被主星吸走[ 34] 。聯星亮度以70到80分鐘周期在6.06至6.15視星等變化[ 35] [ 36] 。
鳥喙六 是光譜等級F9.5V、4.2視星等的黃白主序星,距地球約28光年[ 37] 。鳥喙六質量略小於太陽,但光度超過[ 38] ,星體組成與太陽非常接近,估計有三十億年歷史,促使科學家嘗試調查該星是否存在生命行星[ 39] 。研究表明鳥喙六很可能存在軌道半徑至少2.3天文單位 的岩屑盤 [ 40] ,但截至2009年尚未發現環繞該星旋轉的行星[ 41] 。
杜鵑座五個恆星系已發現行星,其中四個是智利的高精度徑向速度行星搜索器 發現。HD 4308 離地約72光年,質量約太陽八成三,擁有的行星屬超級地球 ,公轉周期約15天。[ 42] HD 215497 是光譜等級K3V、離地約142光年的橙色恆星,行星一是軌道周期僅三天的熾熱超級地球,行星二尺寸接近土星,軌道周期約567天[ 43] 。HD 221287 光譜等級F7V,距地球173光年,擁有的行星屬超級木星 [ 44] 。HD 7199 光譜等級KOIV/V,離地117光年,行星質量約木星三成,軌道周期615天[ 45] 。HD 219077 的行星擁有約十倍木星質量 ,軌道非常偏心[ 46] 。
杜鵑座47 球狀星團,歐洲南方天文台 攝
杜鵑座47 位於小麥哲倫星系 西側,是夜空第二亮的球狀星團 ,僅次於半人馬座ω ,離地約1.47萬光年,估計約有120億年歷史[ 12] 。其中星體大多呈黃色且非常古老,還有連串熾熱的藍掉隊星 ,估計是聯星合併形成[ 47] 。杜鵑座47亮度達3.9視星等,肉眼便可觀測,屬夏普力三類星團 ,核心清晰可辨。杜鵑座47附近夜空還有兩個小麥哲倫星系球狀星團,在大範圍夜空照片上很常見,分別是距杜鵑座47邊緣十弧分的NGC 121 和林賽8。[ 48]
離地2.77萬光年的NGC 362 也是杜鵑座球狀星團,亮度6.4視星等,與杜鵑座47一樣屬夏普力三類星團,亮度在已知球狀星團名列前茅。NGC 362軌道從距銀心 約三千光年範圍經過,靠近程度在球狀星團非常罕見。詹姆士·敦洛普 19世紀20年代發現NGC 362,[ 48] 用放大180倍的天文望遠鏡可見[ 11] 。
NGC 121 球狀星團[ 49]
小麥哲倫星系位於杜鵑座最南端,是距銀河系 約21萬光年的矮星系 ,比其他絕大多數已知星系近。小麥哲倫星系很可能呈碟形,但在銀河系巨大的潮汐力 影響下扭曲。麥哲倫星流 是龐大的氣體雲,將小麥哲倫星系與大麥哲倫星系 包裹起來。[ 47] NGC 346 是小麥哲倫星系的恆星形成 區,亮度10.3視星等[ 11] ,其中的三恆星系HD 5980 所含每顆恆星光度都居已知星體前列[ 50] 。
NGC 299 疏散星團 位於小麥哲倫星系 [ 51]
1990年發現的杜鵑座矮星系 是dE5類 矮橢球星系 ,與同屬本星系群 的其他星系沒有聯繫[ 52] 。杜鵑座矮星系距太陽系870秒差距 (2800光年),距本星系群質心 約1100秒差距(3600光年),是本星系群位置第二偏遠的星系,僅次於人馬座矮不規則星系 [ 53] 。
NGC 7408棒旋星系 位於在鳥喙二西北方向三度,人類一度誤以為是行星狀星雲 [ 11] 。
哈勃空間望遠鏡 1998年執行為期兩周的觀測計劃,觀測範圍包括部分杜鵑座,觀測結果即哈勃南天深空 [ 54] 。預定觀測範圍需在望遠鏡軌道極點以便持續觀測,最後在選擇的位置發現類星體 QSO J2233-606[ 55] 。
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