五車二

五車二（英文名：Capella），拜耳命名法中又稱御夫座α（α Aurige，簡稱：α Aur），是全天第六亮星。五車二的距地距離為42.92光年，赤經為051641.35871，赤緯+45°59′52.7693″，在冬季，五車二與天狼星、南河三、參宿七、畢宿五、北河三一同構成“冬季大鉆石”。

在中國天文學中，因其是星宿五車中的第二顆星，后被稱為五車二。五車二的英文名稱Capella是拉丁語，意為（小）雌性山羊。2016年7月，國際天文學聯合會組織恒星名稱工作組（WGSN）的第一份公告包含了WGSN批準的前兩批名稱的表格，其中包括了五車二。Capella現在已被列入IAU恒星名稱目錄，也適用于拜耳名稱御夫座α（α Aur）恒星。另外，五車二在弗蘭斯蒂德命名法（Flamsteed designation）中被命名為13 Aurigae。在其他星表中的編號為ADS 3841、CCDM J05168+4559和WDS 05167+4600等。

五車二是御夫座（左上）中最亮的恒星

公元前20世紀，阿卡德的銘文中已提及五車二。其與山羊相關的象征意義可以追溯到美索不達米亞天文學。在公元前7世紀的《巴比倫綱要》中，五車二與一個被稱為“GAM”“Gamlum”或“MUL.GAM”的星座有關。GAM是指一把彎刀或者鞭杖，可能是指代五車二本身，也可能是指御夫座整體。后來的貝都因（Bedouin）天文學家認為星座可以用動物形象來指代，每顆星代表一種動物，其中御夫座的恒星是由一群山羊組成，類似組合也出現在希臘神話中。在英國文學中，五車二稱為牧羊人之星。而在古典時代，五車二被視為雨的預兆。始建于公元前275年左右的墨西哥瓦哈卡州蒙特阿爾班山古代遺址的J號建筑，與該遺址內其他建筑的方向不同，J號建筑的臺階與當時五車二的升起方向垂直排列，這樣站在建筑門口向外看的人就可以直接面對五車二。

阿爾班山古代遺址的J號建筑

1899年，利克天文臺的威廉·華萊士·坎貝爾（William Wallace Campbell）教授依據光譜數據，宣布五車二是一個雙星系統。他注意到從1896年8月到1897年2月拍攝的照片，第二個光譜似乎疊加在第一個光譜上，并且在9月和10月向紫外方向存在多普勒位移，在11月和2月向紅外方向存在多普勒位移。1899年7月，英國天文學家休·紐奧爾（Hugh Newall）在劍橋利用64厘米望遠鏡的四棱鏡分光鏡觀察了五車二的復合光譜，也得出了它是一個雙星系統的結論。1914年，芬蘭天文學家埃利斯·拉格納·弗魯杰姆（Elis Ragnar Furuhjelm）觀察到五車二有一顆微弱的伴星，由于其固有運動與五車二相似，因此可能與五車二有物理聯系。20世紀30年代，英國天文學家愛丁頓（Arthur Stanley Eddington）在研究恒星質光關系時，就利用了五車二的基本參量。后來有人發現其可見光波段亮度有周期為300多天的小幅變化，并用光斑干涉法在照片上分辨五車二的兩顆子星。1936年2月，卡爾·斯特恩斯（Carl L. Stearns）觀察到這個伴星可能是其自身的兩倍。同年9月，杰拉德·庫伊伯（Gerard Kuiper）證實了這一點，這對星被指定為五車二H和L。許多觀察者嘗試辨別五車二這些星的組成部分，但未成功。1919年，五車二首次被威爾遜山天文臺的約翰·安德森（John ANDerson）和法蘭西斯·畢斯（FranCIS Pease）以干涉測量解析出來，這是首次成功以干涉測量解析太陽系以外的天體。1977年，法國發表了用兩架望遠鏡所作的干涉觀測，測出五車二兩子星角直徑分別為5.2±1.0毫角秒和4.0±2.0毫角秒。1994年，威爾遜山天文臺依據馬克III恒星干涉儀的觀測結果，發表了關于五車二的一個高精度軌道數據。次年9月，研究人員利用劍橋光學孔徑綜合望遠鏡對五車二進行成像，五車二成為第一個被光學干涉儀成像的天文對象。

1962年9月20日和1963年3月15日，Aerobee-Hi火箭兩次飛行探測到并確認了御夫座中一個X射線源（位于赤經05時09分，赤緯+45°），被確定為五車二。1974年4月5日，研究人員對五車二進行X射線觀測，當天進行了一次校準火箭飛行姿態控制，恒星傳感器把有效載荷軸指向五車二。在這段時間內，恒星傳感器與X射線反射器系統共同檢測到了0.2-1.6keV范圍內的X射線。五車二被探測到較強的X射線輻射，其強度超過了太陽X射線輻射強度的10000倍以上。五車二的X射線光度（L_X）約為10W（10erg/s），其X射線主要來自最大質量恒星的冕層。研究人員通過使用HEAO 1X射線望遠鏡獲得的五車二冕層X射線光譜，顯示其冕層溫度很高，但這高溫需要存在磁場約束。

盡管肉眼看五車二為一個亮星，但實際上它是由多顆恒星組成的。其中最明顯的是主星五車二A，它的附近還存在多顆視線上的伴星，與其一起被列入各種多恒星星表中。《華盛頓雙星星表》列出了五車二A、B、C、D、E、F、G、H、I、L、M、N、O、P、Q和R等恒星。但紅矮星H和L是一對緊密的伴星，與明亮的A星處于相同的距離，并且與其一起在太空中移動。五車二A本身是一對分光雙星，由均為巨星的Aa和Ab組成。這對巨星與H、L相隔723''。美國天文學家羅伯特·伯納姆（RoBERT Burnham Jr.）采用了一個比例模型來描述五車二多星系統，其中五車二A由直徑13英寸和7英寸、間隔10英尺的球體表示。紅矮星H和L各自直徑為0.7英寸，它們相距420英尺。

五車二A是由兩顆巨星組成，它們每104.02128±0.00016天互相繞行一次，半長軸為0.74272±0.00069個天文單位。其主星的表面溫度大約是4900K，半徑為12.2±0.2倍太陽半徑，質量為2.5687±0.0074倍太陽質量，在所有波長上的光度大約是太陽的79倍。伴星表面溫度大約是5700K，半徑為9.2±0.4倍太陽半徑，質量為2.4828±0.0067太陽質量，全波長的光度約為太陽的73倍。雖然在所有波長上的輻射量上，主星是比較亮的，但是在可見光的波段上，主星卻較為黯淡，視星等為+0.91，而伴星的視星等為+0.76。現代慣例將更亮的且較冷的那顆恒星指定為Aa，其光譜類型通常在G2和K0之間，其R-I色指數和U-B色指數均為+0.44、B-V色指數為+0.80、V-R色指數為?0.3。較熱的伴星Ab的光譜類型為后期（較冷）F或早期（較熱）G。這兩顆星的MK光譜類型已被多次測量，并且它們都一致被指定為III級光度，即都為巨星。因主星的譜線更為清晰，復合光譜以主星為主；而伴星的譜線由于其快速旋轉而變寬和模糊。近期的研究表明具體光譜類型為K0III和G1III，但舊的數值仍被廣泛引用，如《亮星目錄》中的G5IIIe+G0III或埃根（Eggen）的G8III+G0III。

五車二與太陽的比較

根據依巴谷衛星測量的每年76.20毫角秒（誤差幅度為0.46毫角秒）的視差偏移。據此估計，五車二A距離地球42.8光年，誤差為0.3光年。另一種測定距離的方法是通過軌道視差，得到的距離為42.92光年，誤差僅為0.1%。據估計，五車二A在過去距離太陽系較近，距離太陽系不到29光年（大約在237000年前）。在這個距離上，五車二A的視星等為-0.82，與今天的老人星相當。1960年，美國天文學家奧林·艾根（Olin Jeuck Eggen）通過分析五車二的恒星視運動和視差，得出結論：五車二是畢宿星團的一員。該星團的成員具有相似的年齡，且那些質量約為太陽質量的2.5倍的成員在耗盡了核心的氫儲備后，已經脫離了主序階段，正在膨脹并冷卻成紅巨星。

經計算，五車二A中的兩顆星每104.02128±0.00016天繞行一次，半長軸為111.11±0.10百萬km（0.74272±0.00069天文單位），大致相當于金星和太陽之間的距離。這對恒星不是一個食變雙星，即從地球上看，兩顆恒星都不會從另一顆前面經過。即使在主星處于紅巨星階段時，這兩顆恒星相互之間的距離太遠，以至于它們的洛希瓣都沒有被填滿，也沒有發生任何重要的質量轉移。據估計，這些恒星的年齡為5.9億至6.5億年，這兩顆星在主序階段可能處于光譜型A的高溫端，類似于織女星。它們現在已經耗盡了核心氫并演化脫離了主序，其外層正在膨脹和冷卻。盡管伴星屬于巨星光度級，但在赫羅圖上的赫羅間隙內，伴星仍處于亞巨星階段，正在向紅巨星分支膨脹和冷卻。更大質量的主星已經經過了這個階段，它的最大半徑達到了太陽的36到38倍。主星現在是一顆紅團簇星，其核心將進行生產碳與氧的三alpha反應。研究表明主星正在膨脹，并向漸進巨星支演化。

赫羅圖中一顆質量約為兩顆五車二巨星質量的恒星的演化軌跡

每顆恒星的自轉周期可以通過觀察其光譜線多普勒頻移的周期性變化來測量。五車二Aa、Ab的自轉速度是根據它們的傾角、自轉周期和大小得知。五車二Aa的自轉速度為4.1±0.4km/s，需要104±3天完成一次自轉，而五車二Ab的自轉速度要快得多，為35.0±0.5km/s，僅需要8.5±0.2天完成一次完整自轉。當恒星膨脹成為巨星時，所有星體都會發生自轉制動，雙星系統也會受到潮汐制動。五車二Aa由于自轉制動，目前其自轉周期和軌道周期基本一致。長期以來，五車二A被懷疑具有輕微的變星性質。它的亮度振幅約為0.1等，這意味著它有時可能比獵戶座的參宿七、參宿四和織女星更亮或更暗，而這些星也是變星。該系統被歸類為RS Canum Venaticorum變星，這是一類具有活躍色球層、會產生巨大星斑的雙星，但在變星總表中仍然被列為疑似變星。與RS CVn系統不同的是，較熱的五車二Ab具有更活躍的大氣層，因為它位于赫羅間隙內，且正在改變其角動量并加深對流區。

五車二的第七個伴星，即H，與主星存在物理關聯。其作為一顆紅矮星，與A星系統的距離約為10000天文單位。它有自己的伴星，即一顆更暗的紅矮星。該星1935年被發現時距離H為1.8″，在雙星星表中，它被稱為L。2015年，這兩顆恒星的距離增加到3.5″。格利澤近星星表將這個雙星系統標記為GJ 195，這兩顆恒星也被分別稱為GJ 195A和B。而且這兩顆星在視星等上有3.5倍的差異，但在紅外波長下差異要小得多。2015年，研究人員依據這兩顆星的300年軌道周期，根據它們的紅外星等，得出GJ 195A和B的質量分別為0.57倍太陽質量和0.53倍太陽質量。

五車二A的六顆目視伴星是在五車二H之前發現的，一般只稱為五車二B到G。盡管它們在天空中看起來都比HL更近，但它們與五車二A沒有物理上的聯系。

多星/雙星名稱：WDS ?05167+4600

五車二的平均視星等為+0.08，在御夫座中是最亮的星體，也是夜空中第六亮的恒星，還是北半球第三亮的星星（僅次于大角星和織女星）。其作為北緯40°肉眼可見的第四亮星，呈現出黃白色。在用望遠鏡進行日間觀察時，因與藍天的對比，黃色更為明顯。五車二比其他一等星更接近北天極。它在南緯44°以南地區是不可見的，在北緯44°以北的繞極地地區，五車二全年都位于地平線以上。五車二和織女星位于北極點的兩側，與極點的距離大致相同，以至于連接兩顆星的假想線會穿過北極星。此外，位于獵戶座和北極星之間的五車二，在12月初的午夜時分達到夜空中的最高點，并被視為北半球冬季天空中的一顆突出的恒星。冬季是一年中可見亮星最多的季節。“冬季大三角”中的天狼星與南河三還有另外的“組別”，它們與獵戶座的參宿七、金牛座的畢宿五、御夫座的五車二、雙子座的北河三連成一個不規則的六邊形，被稱為“冬季大鉆石”。其中，五車二、參宿七全天恒星亮度排名分別為第六、第七。

冬季大鉆石

五車二在傳統中代表著御夫座中同名駕馭戰車者的左肩，根據2世紀天文學家托勒密（拉丁語：Claudius Ptolemaeus）的《天文學大成》，五車二則表示戰車御者所攜帶的山羊。在拜耳1603年的作品《測天圖》中，五車二標志著那位駕馭者的背部，而后被老普林尼（拉丁語：Gaius Plinius Secundus）和馬庫斯·曼尼里烏斯（英語：Marcus Manilius）等人認定為一個獨立的星座，并被稱為卡普拉（Capra）、卡珀（Caper）或希爾庫斯（Hircus），這些名稱都與它作為“山羊星”有關。后托勒密在2世紀的《天文學大成》中合并了戰車御者和山羊。

在希臘神話中，五車二代表著哺育宙斯的山羊阿瑪爾忒亞。宙斯意外折斷這只山羊的角后，被轉化成豐饒之角。盡管五車二常與阿瑪爾忒亞聯系在一起，但有時也被認為與阿瑪爾西亞的仙女主人有關。傳說中，在宙斯剝了山羊的皮并將其作為自己的盾牌之后，山羊的丑陋外表類似于蛇發女妖，是泰坦們失敗的部分原因。

在克丘亞語中，五車二被稱為Col?a；印加人非常尊重五車二。夏威夷人將卡普拉視為Ke ka o Makali'i（“馬卡利伊的獨木舟船夫”）星群的一部分，幫助他們在海上航行。五車二也被稱為“星星花環”，它與南河三、天狼星、北河二和北河三一起構成了這個星群。在大溪地的傳說中，其是Tahi-ari'i，是法阿努伊（Auriga）的妻子，也是王子Ta'urua（金星）的母親，在天空中駕著獨木舟。在因紐特人的天文學中，五車二與御夫座β星、北河三和北河二一起形成了Quturjuuk星座，即“鎖骨”，這兩對星星各代表一根骨頭。

在維多利亞州布隆人的澳大利亞原住民神話中，五車二是袋鼠Purra，被附近的雙子座雙胞胎北河二和北河三追趕并殺死。北澳大利亞的沃達曼人將這顆星稱為Yagalal，是一種儀式性的魚鱗，與畢宿五有關。

在占星學上，五車二預示著公民和軍隊、榮譽以及財富。在中世紀，其被認為是一個巴西尼亞固定星（Behenian恒星），以藍寶石和植物苦薄荷、薄荷、艾蒿和曼德拉草為屬性。科尼利厄斯·阿格里帕（Cornelius Agrippa）列出了它的卡巴拉符號，名稱為Hircus（拉丁文，山羊）。