正文 第二章 恒星的一般性質(1 / 3)

恒星不恒

如果你已經熟悉了天空的星座,那麼你可以每天晚上觀測一下,那些星星的相對位置是否有所變動,星座的形狀是否有所變化,結果你是看不出有什麼變化的,因此,我們叫它們為恒星。恒星這個“恒”字,起得似乎頗有道理。它們的位置即使經過上千年,也是看不出有多大變化。那麼恒星確實是恒定不動的麼?不是,恒星在運動,而且是在飛快地運動。我們之所以看不出它們在天空中位置的變化,隻是由於恒星的距離太遠的緣故。正如由你麵前駛過的一列火車,你覺得它走得是如此之快,可是當你站在山頂上看遠處行駛的火車時,就感到它好像在爬行了。

自從照相術用於天文之後,測定恒星位置的變化就容易多了。天文台裏使用了專門設計的照相望遠鏡,拍下了星空每一區域的照片,建立了玻璃底片的“圖書館”。要知道某個恒星位置的變化/隻要把前後相隔幾十年同一天區的照片拿來對比就行了。如果沒有過去的底片,那隻好再等幾十年,使現在的底片變“老”,再作測量。恒星在天球上位置的移動,在天文學上叫做恒星的“自行”;以每年多少角秒表示。由於恒星太遠,它每年變化的位置實在太小了,所以自行極小。現在已經測量了20萬顆恒星的自行,而通常肉眼所見的星的自行隻有0.1角秒或更小。

我國古代的觀測者曾經注意到恒星的運動。偉大的思想家布魯諾也曾想象過,恒星是在空中運動的,而不像大海中拋了錨的船隻那樣停止不動。到1718年,哈雷——那個捕捉彗星的能手一在把自己測定的恒星位置,同2000年前的星表作了對比之後,發現有幾顆亮星的位置有了變化。它們是天狼、畢宿五、大角和參宿四。這個變化的原因是什麼呢?有人說,這可能是古代測量恒星的位置不夠精確之故,也有人懷疑是輾轉傳抄之誤。哈雷則認為是恒星運動之故。後來經過許多人的再三測量,證實了恒星確在空中運動著。恒星恒定不動的觀念被打破了,它們就像在廣闊的太海中起了錨的船隻那樣自由航行了。

恒星的質量

用肉眼看上去像一顆星那樣的光點,往往是雙星,就是兩顆在空中靠得很近的星。大多數雙星的子星都靠得很近,所以它們之間存在很強的萬有引力,這就意味著每顆子星繞著雙星共同的質心按橢圓軌道運動。

天文學家對雙星感興趣的原因之一是:隻有對顯著受到萬有引力作用的恒星,才能直接確定其質量。當然,每顆恒星都在一定範圍內受到宇宙中其他恒星的影響,然而大多數恒星之間的距離非常遙遠,因此,隻有雙星之間的萬有引力作用才能被察覺出來;也隻有對它們才能進行精確的質量測量。雖然存在如此多的雙星,但不能說我們所知道的就是雙星的全部。

測量表明,恒星的質量範圍為太陽質量的1/10到60倍,比起行星具有的質量大不了許多。要弄懂為什麼普通恒星的質量要受到限製這一點並不難。小於1/10太陽質量的物體的萬有引力不會產生足夠大的收縮量,以達到原子核反應所需要的溫度。另一方麵,質量過大的恒星將會由於加快了原子核反應而變得很熱,以致它的引力無法抵消隨之出現的膨脹壓力,並使它保持為一個整體。

恒星的溫度

從恒星光譜中輻射最強的那部分光譜,可確定恒星的溫度。這一測量得出了恒星的表麵溫度,它的輻射就來源於此,一些非常熱的恒星被測到的表麵溫度高達3萬但大多數是在30001到1.2萬X之間。可能有不少恒星的溫度低於30001:(接近鐵的沸點),但除非它們離我們很近,否則我們就難以檢測到它們微弱的輻射。像太陽一樣,恒星必須有很高的內部溫度,才能維持其表麵輻射。最熱的恒星為藍白色,居中的恒星為黃色,最冷的恒星為紅色。