每當夜晚來臨的時候,我們仰望蒼穹,星光點點組成了美麗的星空。我們晚上看到的星星,每年的同一時刻它都會在那裡,似乎恒久不變,所以我們就稱之為恒星。其實恒星也是在不斷變化着、運動着的,隻是人類的生命太過于短暫,相對于恒星來說,微不足道。幸運的是,科學技術的發展和科學家們不斷地努力,使我們對恒星有了一個更深入的了解。下面我們就來詳細地說一說。
一、恒星的誕生在無垠的宇宙中,有很多的氣體和塵埃雲,我們稱之為分子雲,這些雲通常都很大,可以跨越幾百光年的空間。這些分子雲中,就有恒星的形成區。一些新誕生的恒星,會将周圍的氣體和塵埃照亮,形成美麗的星雲,例如我們常聽說的獵戶座大星雲,還有著名的鷹狀星雲中的“創世之柱”。
創世之柱
分子雲要想形成恒星,也并不是件簡單的事,需要一些條件。這個條件可能是附近的超新星爆發、或是分子雲受到了空間的擠壓,亦或是有一顆恒星的經過。當這些條件發生時,由于引力潮和壓力的作用,分子雲的某些區域被壓縮,當這些區域達到足夠的密度,恒星便開始形成了。越來越多的物質被拉向中心,中心聚集物的随機運動也轉變為繞軸轉動。聚集物質粒子間的碰撞使溫度開始上升,開始發出熱輻射。
形成時期的原恒星十分的不穩定,從原恒星的兩極會噴出氣體和塵埃。當核心達到足夠的溫度和壓力時,核聚變就開始了,原恒星變身成為了一顆主序星。
在我們的銀河系裡,平均每年誕生7顆新的恒星,目前誕生的新恒星大部分都比太陽要小。
二、恒星的外觀和類型
冬季大三角
上圖是冬季大三角,由大犬座的天狼星、小犬座的南河三以及獵戶座的參宿四所組成的三角形。可以明顯看出恒星的不同顔色。
離我們最近的恒星便是太陽,耀眼,不能直視。恒星就是一個燃燒着的大火球,釋放着光和熱。在夜晚的時候,我們擡頭觀察星星,都是一個個的亮點,根本感覺不到它的熱量,也沒有覺得有多亮,那是因為這些星星離我們太遠了,離太陽系最近的比鄰星距離我們也有4.22光年。
在夜晚,如果觀測條件比較好的情況下,仔細觀察,你會發現有的星星帶點藍色,有的星星發白,還有的星星帶點橙色。
事實上,恒星的大小、溫度、顔色、年齡和壽命都大相徑庭。這些屬性都是相互聯系的,例如,恒星的顔色和溫度,紅色溫度最低,當溫度增加,恒星依次呈現的顔色是:橙色、黃色、白色和藍色。
可以通過下面兩張圖來清晰地展示恒星的分類,第一張圖是按照恒星的光譜進行分類,第二張圖是由丹麥天文學家赫茨普龍和美國天文學家羅素發明的赫羅圖,清楚地展示了按恒星演化的不同階段的分類 。
恒星的光譜類型
赫羅圖
三、恒星的大小在我們的眼中,天上的星星都是個亮點,但是恒星的實際大小是各不相同的。
最小的恒星比太陽還小,特别是一些巨大恒星坍縮後形成的超密度中子星,它們的直徑最小的大約隻有25千米左右。最大盾牌座UY,可以容納下 1.8 × 10^9個太陽。
恒星從小到大的排列順序為:白矮星、褐矮星、紅矮星、黃矮星(太陽)、紅巨星、藍超巨星、藍特超巨星、紅超巨星、紅特超巨星。
四、恒星的亮度與距離在夜晚,我們看到的星星,有的亮一些,有的暗一些,用雙筒望遠鏡,我們能看到更多的,比較暗的星星。但是,恒星的亮度比較暗并不代表它是真的暗,也有可能它離我們太遙遠 。
描述恒星亮度的方式有兩種:視星等和絕對星等。視星等是指在觀測中恒星有多亮。絕對星等是指把恒星都放在同一距離(10秒差),所得到的視星等。
筆者之前寫的星座方面的文章用的都是視星等。
關于恒星的距離,因為太遙遠,所以我們要引入一個特殊的距離單位——“光年“。光年是指光在星際空間中,一年時間裡走過的距離。
計算恒星的距離,對于近距離的恒星,通常使用”三角視差法“。我們在兩個不同的位置觀察某一恒星,當地球從太陽的一側運行到另一側,這顆恒星相對于背景星空的位置就會發生變化,這樣我們就可以算出恒星的距離了。
三角視差法
大部分較遠的恒星,我們隻能計算出大緻的距離。
五、恒星的一生雖然叫做恒星,但其也是有一定的壽命的。恒星誕生後的命運主要取決其質量的大小。見下圖
恒星的一生
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