这颗恒星位于波江座北部,在明亮的波江座δ星东方约3度,赤纬-9.45度,在地球绝大部分的地区都能看见这颗恒星,只有北半球纬度80度以上的地区是永久隐藏在地平线下。它的视星等是3.73等,使得在都市中的居民,因为城市的光污染照亮了夜空,而很难以裸眼看见它。。
天苑四在约翰·拜耳于1603年出版的测天图(Uranometria)中已经以拜耳命名法标示出来。ε是第五个希腊字母,意味着他大概也是波江座内最亮恒星中的第五颗亮星。约翰·佛兰斯蒂德在1712年初步完成的佛氏星表中将它编为波江座18号星。这颗恒星在1918年亨利·杜雷伯星表中被标示为HD 22049,并预编为光谱类型为K0的恒星。
天文学家以1800年至1880年间的观测为基础,发现天苑四的自行很大,当时估计为每年3角秒,暗示了它与太阳相当接近,所以这颗恒星适合作为三角视差法测量的目标。从1881年至1883年间, 威廉·路易斯·埃尔金(William Lewis Elkin)使用太阳仪在南非好望角的皇家天文台对天苑四做了一系列的观测。根据这些观测结果,天文学家初步认定天苑四的视差为0.14 ± 0.02 角秒。天文学家到了1917年根据观测结果精确估计天苑四视差为0.317 角秒,这个数值已经非常接近现代采用的数值0.3107 角秒。这个视差值相当于10.5 光年的距离,所以天苑四是距离太阳第13近的恒星(第9接近的恒星系统)。
弗兰克·德雷克使用西维吉尼亚州绿堤电波望远镜搜寻预期中的外星高智生命讯号,该计划被称为奥兹玛计划,计划所选定的目标就是靠近太阳的天苑四和天仓五,但是目前没有发现任何来自外星球生物的讯号(1960年4月8日曾收到一个飞机发出的假讯号)。凤凰计划观测范围包含距离太阳7.2 秒差距内恒星,该计划在1995年以天苑四为目标,使用微波巡天搜寻外星生物的讯号。到了2004年,凤凰计划已经检验过800颗恒星,没有检测任何可疑的讯号。
天文学家根据1938年至1972年对天苑四观测到的摄动,怀疑有看不见的伴星以25 年的轨道周期环绕着它运转,但是这项主张在1993年被否定。天文学家在1980年至2000年对天苑四径向速度的观测提出令人信服的证据,显示有一颗周期大约7年的行星级伴星环绕它。他们在1998年发现尘埃环环绕着这颗恒星的证据,加强行星系统存在的证据,天苑四与附近的行星产生交互作用可以解释尘埃被凝聚起来的现象。天文学家在2006年使用哈伯太空望远镜证实确实有一颗行星以6.9年的周期环绕着这颗恒星
天苑四(左)与太阳(右)的相对大小比较。
估计天苑四的质量是太阳质量的85%,半径是太阳半径的84% ,但是亮度只有太阳的28%。它是继半人马座αB之后第二接近的光谱类型K型星。相较于太阳,这颗恒星拥有的原子序大于氦的元素比较少,在它的色球层中铁的含量只有太阳的74%。
天苑四色球层的磁场活动比太阳活跃,在光球层的9%深度的范围内发现的磁场强度是0.14 Tesla。整颗恒星的磁场活动是不规则的,但它可能有5年的周期性变化。假设恒星的半径在这段时间内不会改变,则在活动程度上的变化相当于在温度上有15 K的改变,这相当于0.014星等的变化。
磁场活动的转动振幅显示恒星赤道的自转周期是11.10 ± 0.03 天,或是略短于太阳自转周期的一半。恒星光度的变化是由于磁场的活动加上自转的因素,被分类为天龙座BY变星。光度计的观测证实天苑四的表面也像太阳一样有微差转动,因此自转周期会随着纬度改变,从10.8天至12..3天变化著。这颗恒星的转轴倾角尚未确定,估计是在低的24°至高的72°之间。
高程度的色球活动、强烈的磁场和相较之下算是快速的自转,都显示这是一颗年轻的恒星。电脑模型给的估计年龄是7亿至8亿5千万年,但实际的年龄可能低至5亦或高达10亿年。但是,重元素的低丰度是一些老旧恒星的特征,这种异常的现象可能是对流层输送了一些氦和重元素到星球外层的光球层,产生了扩散过程造成的。
相对于太阳,天苑四的外层大气看起来比太阳大和热,这是它的恒星风比太阳强30倍造成大量质量损失造成的。恒星风在大约8,000 天文单位处形成星状球,并且在距离恒星1,600 天文单位处造成弓形震波。以地球到这颗恒星的距离估计,星状球的视角大约有42弧分,比我们满月时的月球还要大。
天苑四空间速度的分量分别是U = −3,V = +7和W = −20 公里/秒,在银河系内以平均银心距离8,800秒差距,离心率0.09的轨道上运转着。在过去的数百万年间,相信曾有三颗恒星交近天苑四至2秒差距的距离内。最近一次大约是在12,500年前与卡普坦星的遭遇,但这些遭遇都被认为对星周盘没有影响。天苑四大约在105,000年前最接近太阳,当时的距离大约只有7光年。
伴星 (依照与恒星的距离) |
质量 | 半长轴 (AU) |
轨道周期 (天) |
离心率 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
小行星带 | 3 AU | |||||
波江座εb | 1.55 ± 0.24 MJ | 3.39 ± 0.36 | 2502 ± 10 | 0.702 ± 0.039? | ? | ? |
小行星带 | 20 AU | |||||
波江座εc (unconfirmed) | 0.1 MJ | 40? | 102200? | 0.3 | ||
尘埃盘 | 35 — 100 AU |
伴星 (依照与恒星的距离) |
质量 | 半长轴 (AU) |
轨道周期 (天) |
离心率 | ||
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小行星带 | 3 AU | |||||
波江座εb | 1.55 ± 0.24 MJ | 3.39 ± 0.36 | 2502 ± 10 | 0.702 ± 0.039? | ? | ? |
小行星带 | 20 AU | |||||
波江座εc (unconfirmed) | 0.1 MJ | 40? | 102200? | 0.3 | ||
尘埃盘 | 35 — 100 AU |
波江座εb
波江座εc
由于天苑四是距离最接近我们太阳的太阳型恒星,许多搜寻行星的企图都被尝试过了。但是因恒星本身高度的活动性和变化,使得平常发现行星最有效的径向速度法很难奏效,恒星活动妨碍了行星的侦测。
天苑四b的轨道清空了尘埃带中的一个区域。
已经证实有一个行星系统存在,并且确认其中的一颗行星。天苑四b是类似木星的行星,以2,500天的周期,在3.39天文单位的轨道上运行着。天体测量和径向速度的数据表明他是在一个非常高离心率(离心率0.7)轨道上运行的系外行星。但是这个轨道与出现在3天文单位的小行星带并不一致:如果离心率真的如此大,这颗行星将会穿越小行星带,并且很快的清空它。还可能有一颗低质量的行星天苑四c,在40天文单位的距离上,以低于0.3的离心率运行着。
没有第3颗或更多木星等级的行星存在这个系统内。
RAND协会在1964年的研究,史帝芬. R.多尔的适合人居住的行星,在22光年的距离内列出了14颗最可能有适居行星的恒星,而估计在天苑四周围的轨道出现适居行星的机率只有3.3%。天苑四的适居带展开在0.5至1.0天文单位之处,相当于地球到太阳的距离上。而当这颗恒星的年龄达到200亿岁时,适居带会扩张至0.6至1.4天文单位。然而,在邻近适居带的附近有一颗高椭圆轨道的大行星存在,会使适居带内有轨道稳定的类地行星出现的机率降低。
可能有第二颗行星环绕着这颗恒星,但尚未能证实。
在天苑四的外围有一颗行星存在,会对附近有彗星体的尘埃环造成摄动的效应,使得其中有些天体会进入系统的内部,并且可能会掠过距离恒星不到1天文单位的任何一颗行星的轨道。因此,一颗类地行星可能会遭遇到类似地球在6亿年前经历的后期重轰炸时期的炮击状态。
因为天苑四有允许形成类地行星的性质,因此是被列在行星发现计划中的一个目标。虽然这个系统不是列在已经被取消的类地行星发现者的主要候选者,但它依然是NASA太空干涉测量任务中作为搜寻地球大小行星的目标之一。