第十三章

白矮星

1844年,德國天文學家貝塞耳發現了一顆他自己沒法看見的星。

我們在天空中見到的所有恒星都在四處運動著,但是它們實在太遙遠了,以致於這樣運動看上去顯得極其緩慢。隻有通過天文望遠鏡進行仔細的測量,這種運動才會通過天體位置的微小變化而呈現出來。

其實,即使用了望遠鏡,情況也好不了多少。隻有那些最近的恒星才會顯示出可察覺的位置變化。那些幽暗而遙遠的恒星,看起來好像根本沒有運動一般。

天狼星是離我們最近的恒星之一,它離我們大約有肋萬億千米那麼遠。對於恒星而言,那就算很近的了。天狼星是天空中最亮的星,其部分原因是由於它非常近,以致於通過望遠鏡很容易就可以測量出它的運動。

貝塞耳打算仔細地研究這種運動,因為地球繞著太陽運行,所以我們觀望群星時的角度總是不斷地變化著。由於地球在運動,我們便看到一顆恒星運動時不是走筆直的直線,而是沿著一條稍稍擺動的線前進。恒星越近,這種擺動就越大。如果進行仔細的測量,就可以根據這種擺動的大小計算出恒星的距離,貝塞耳對此特別感興趣。事實上,他正是有史以來首先計算出一顆恒星距離的天文學家,那是1838年的事情。

隨後,他又對測量天狼星運動時的擺動發生了興趣。他夜複一夜地測量天狼星的位置,終於發現天狼星運動時的擺動尚有事先料想不到的情況。由於地球在環繞著太陽公轉,所以天狼星在改變著它的位置,但是也還有一種更加緩慢的位置變化,它與地球無關。

貝塞耳把注意力集中到這種新的運動上,他發現天狼星正在環繞著某個東西的軌道上運動,運動的方式恰好和地球在環繞太陽的軌道上運動一般。貝塞耳算出,天狼星繞此軌道轉一周需要50年。

然而,使天狼星在此軌道上運動的到底是什麼東西呢?

地球繞著太陽運動,是由於太陽強大的引力拉住它,使它保持在軌道上。天狼星必定也是被某種強大的引力拖住的。可是,天狼星是一顆質量達太陽質量兩倍半的恒星(一樣東西的質量是它所包含物質的數量)。根據天狼星的運動方式可以知道,一定有一個天體正在用引力拉它,這個天體應該大得同樣可以成為一顆恒星。換句話說,天狼星必定正在與一顆伴星互相繞轉。我們可以將天狼星稱作“天狼A星”,其伴星則稱為“天狼B星”。根據天狼A星運動的方式,可以知道其伴星(天狼B星)的質量必定與太陽大致相當。貝塞耳並不能看見天狼B星,但是既然引力拉曳必然來自於某個物體,那麼這顆恒星就一定在那兒,雖然貝塞耳根本無法看見,貝塞耳稱它為天狼星的暗伴星。

後來,他又注意到另一顆恒星南河三的運動方式,它同樣必定有一顆暗伴星,即“南河三B星”。

1862年,美國的望遠鏡製造家阿爾萬·格雷厄姆·克拉克正在為一具新望遠鏡製造透鏡。這種透鏡必須盡善盡美,以便透過它看到清晰明亮的星象。他完成工作以後,為了檢驗這塊透鏡的質量,便用它來觀看天狼星,看它是否呈現為一個明銳的光點。

就在這麼做的時候,克拉克驚訝地發現天狼星附近有一個微弱的光點。如果它是一顆恒星的話,那麼就是他手頭的所有星圖上均未記錄在案的一顆星,它會不會是拋光透鏡時造成的疵瑕呢?

可是,無論他多麼仔細地繼續拋光透鏡,這個光點總是消除不了,而當他觀看其他亮星時,卻並沒有類似的光點。

最後,克拉克注意到這個光點恰好在天狼星的暗伴星應該在的位置上,他明白自己正在觀看的就是它。歸根到底,天狼B星並不是一顆完全死了的星星,它依然在發光,但是它發出的光僅為天狼A星的萬分之一。

1895年,旅美德國天文學家舍貝勒注意到南河三附近有一個微弱的光點,它正是“南河三,B星”,它同樣也沒有完全死亡。

然而,到了舍貝勒的時代,天文家們對於恒星已經比先前了解得更多了。

光由許許多多長度不同的、極其微小的波組成,天文學家已經學會如何將星光分解成一條由這些波長各異的波組成的帶子,這樣的光波帶就叫做光譜。

1893年,德國科學家維恩提出了光譜怎樣隨著光源的溫度而變化。例如他指出:如果一顆恒星已趨殘年而行將熄滅,那麼當它冷卻下來時顏色就應該轉紅。如果天狼B星是一顆垂死的恒星、它就應該是紅的,可實際上卻不是,天狼B星的光是白色的。

為了進一步驗證這一點,就得仔細地研究天狼B星的光譜。可是,天狼B星非常幽暗,況且它又非常靠近極其明亮的天狼A星,以致於人們很難逮住這顆小星射來的光,並將它展成一條光譜。

1915年,美國天文學家亞當斯設法獲得了天狼B星的光譜。他發現天狼B星的表麵溫度達8000℃,比太陽還熱。太陽的表麵溫度僅為6000℃。