在地球上,地球的引力拉曳還不足以壓垮這些電子殼層“減震器”,即使在地球核心,幾千千米厚的岩石和金屬壓在地球核心的那些原子上,也並沒有把電子殼層壓碎。
可是在像太陽這樣的恒星上,情況就不同了。太陽的質量要比地球大幾十萬倍,它的引力也要比地球強得多。在恒星中心的原子,電子殼層被壓碎了,這時電子就鬆鬆散散地到處運動著,而不再繞著原子核運行,這樣原子核就可以自由地移動了,它們甚至可能因為互相碰撞而粘在一起,這種變化會導致能量的產生。這樣產生出來的能量是很大的,以至於在恒星的中心可以達到幾百萬度的高溫,一部分熱量由恒星表麵朝四麵八方泄人太空,這就是恒星之所以發光的原因。這樣產生的熱使恒星保持一定的大小,並且使原子不至於被重力壓得粉碎——隻有在恒星中心是例外。
恒星中心的能量來自氫原子核(最小的原子核)向氦原子核(次小的原子核)的轉變,恒星中的大部分氫原子都是這樣逐漸用完了的。
不過到了這時,恒星中心已經變得極其灼熱,以致於所聚積的熱量終於使它膨脹成為一顆巨星,這時恒星表麵因冷卻而轉變為紅色,所以這樣的恒星就叫做紅巨星。
當氫差不多全部用盡時,“核火”往外轉移到恒星稀薄的最外層,然後恒星的最外層膨脹成為氣體,最後終於消散不見了,較裏麵的層次包含了恒星的幾乎全部質量,但是再也沒有能量使它們保持灼熱了,重力迅速地將它們往裏拉,於是恒星便坍縮了。坍縮極其迅速,重力異常強大,所有的原子核也比它們在普通恒星中挨得更緊密得多。這時,那顆恒星的全部質量都擠到——個小小的體積中去,立刻變成了一顆白矮星。
對於太陽來說,在大約50億年內還不會發生這種情況,但是對於某些氫燃燒已經用盡的恒星來說,這種坍縮過程卻已經發生了,天狼B星和南河三B星就是兩個例子。
類星體
關於類星體,還得從1960年說起。在1960年以前,射電天文學家已經記錄了天空中幾百個發射無線電波的天體,也叫射電源。光學天文學家現在已經成功地識別出這些天體中有一些是銀河係內的氣體雲,另一些是銀河係以外的射電星係,但是還有一些射電源卻沒有找到相對應的光學天體。人們猜想,它們大概也是射電星係,隻不過是離我們太遙遠了,不容易看見罷了,它們本身並沒有什麼奇特。但是,就在1960年,美國的天文學家利用當時世界上最大的眯口徑的望遠鏡觀測了一個名叫3C48的射電源,發現它並不是一個射電星係,而是一顆很暗的顏色發藍的星。不久,又有人發現另一個射電源3C273也對應著一顆暗星。我們知道,一般恒星和射電發射是非常微弱的,而這種“星”卻能發射那樣強的無線電波,這就很值得認真研究了,用什麼手段來觀測和研究它呢?天體物理學家們動用了自己手中的強有力的武器,這就是光譜分析。原來每一種原子、分子或者離子,都隻能發射或者吸收特定波長的光線,把某一個天體發來的光分解成一條條的光譜線,就得到了這個天體按波長排列的光譜,我們根據光譜中各種譜線的波長就能夠判斷出這個天體中到底包含了哪些元素。科學家們對前麵說的那些射電“星”的光譜是一種前所未見的奇異譜線,和過去他們觀察過的幾十萬顆恒星的光譜都不一樣。奇怪!難道是組成這些天體的元素跟組成我們地球和一般恒星的元素不一樣嗎?要是不一樣,又該是什麼樣的新元素呢?這些尚未解開的謎,向當代天文學和物理學的許多基本理論提出了尖銳的挑戰。
為了解開這個譜線之謎,1963年,一位名叫施米特的科學家,仔細研究了上麵說到的射電源3C273的光譜。他發現其中有4條譜線相互之間的間隔很像氫元素光譜中的4條譜線,隻是3C273譜線的波長比正常氫元素譜線的波長要長得多。施米特大膽地設想,讓正常氫元素那4條譜線向長波方向移動一段距離,那麼,不就正好成了3C273的那4條譜線了嗎,而且采用這種辦法,其他射電“星”過去根本無法辨認的譜線現在也可以識別出來了,因此他得出這樣的認識:這些天體上並沒有什麼未知的新元素,它們的光譜也就是地球上常見的一些元素的光譜,隻不過是這些元素的譜線都向長波方向移動了一段距離而已。我們知道,人的眼睛可以看見的光分成赤、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色,其中紅光的波長最長,紫光的波長最短,光譜線向長波方向移動,就叫做紅移。紅移對天文學家來說,並不是什麼陌生的東西。一般恒星的光譜線也有紅移現象,但是移動的數量很小,而奇怪的是這類射電“星”的譜線的紅移量非常大,比一般恒星的紅移要大上百倍甚至上千倍,比如:一條波長比紫光還要短的紫外波段譜線,經過這麼大的紅移以後,波長就變得接近紅光了,後來人們又發現了一種雖然並不發射無線電波,但也同樣有很大紅移現象的天體。這種天體在光學望遠鏡中看來也像是恒星那樣的一個小點,於是天文學家就給上述兩種類似於恒星而又畢竟不是恒星的天體起了個總的名稱,叫做類星體。到目前為止,測定了紅移的數量大小不等的類星體已經有900多個。