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恒星為什麼會一閃一閃的

生活 更新时间:2024-07-17 14:10:54

閃爍的恒星,明亮的行星和輪廓模糊的星雲,這三類天體的特征指的是人們視覺所獲得的天體形象,即天體的視象。閃爍根據視物體的位置分為地面閃爍和天文閃爍兩種。

凡是地球表面遠方的視目标物或燈光,因大氣的折射而産生的閃爍現象稱為地面閃爍,如夜晚看到地表遠處的燈火忽明忽暗現象,或白晝看到遠處的山,林,船,高層建築等地面景物的時隐時現的現象等,都屬地面閃爍。凡是從宇宙空間來的光源,經過大氣折射作用而産生的閃爍現象,稱為天文閃爍。

恒星為什麼會一閃一閃的(恒星的閃爍是人眼的錯覺還是天文現象)1

天文閃爍以恒星閃爍(星星眨眼)最常見。恒星在地平線上的角度愈小,閃爍的現象越顯著,強度也越大。公元一世紀,古希臘天文學家托勒密(一譯托勒玫,約90~168年)所著《光學》五卷就提出了大氣折射(蒙氣差)現象,并說:“靠近地平線的恒星比天頂的恒星閃爍更強。”古希臘學者亞裡斯多德認為,隻有恒星才有閃爍現象,行星沒有閃爍現象。

後來經過長期觀察,發現行星和月球都有閃爍現象。在恒星閃爍現象非常顯著時,或行星位于接近地平線時,行星就會有閃爍現象,像水星和金星就是明顯例證。太陽和月亮剛從地平線升起,或向地平線降落時,也有閃爍現象。如日出和日落時,看到太陽忽升忽降,太陽光盤變形,變色等,就是太陽閃爍現象。月亮的亮度,顔色的變化,也是閃爍現象。如我國勞動人民總結出"月到中秋分外明",說明了月亮的亮度變化。

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閃爍的種類主要有搖擺抖動現象,明暗現象,變形現象等形式。日,月,星,辰等天體閃爍的原因,與其光源有關。有些天文學家認為,恒星表面亮度不均,又高速自轉,故看上去有閃爍現象。伽利略認為恒星閃爍是其光度發生變更的緣故。

現代科學認為天文閃爍和地面閃爍,都是由于大氣的密度,溫度,濕度的不同和大氣的運動變化,對各種光波所産生的不同折射而形成的。當有強勁陣風,或冷暖氣流垂直對流旺盛,空氣渦動強烈,空氣密度瞬息變化,折射作用變化大時,星辰的閃爍現象就特别顯著。相反,天氣平靜,閃爍現象也就相對較小。空氣的濕度越大,閃爍也越強,空氣的濕度和閃爍的顔色也有關系,如果空氣中的水汽多,星光閃爍多出現青光,如果空氣幹燥,星光閃爍的綠光較多。

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除太陽外,恒星距地球都非常遙遠,以點光通過大氣層到達地表,易被折射,故星光閃爍抖動顯著,而行星距地球較近,以視覺不易辨認的小圓面反射太陽光的光束到達地表,通過大氣層時,其光束中的光線被交替折射,總有些光線到達地表,故閃爍抖動現象不十分顯著,看上去既明亮,又好像無閃爍現象一樣。行星隻有在接近地平線時,因視線通過密度很大而多變的低層大氣層時,由于折射強烈,行星才出現閃爍現象。

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恒星收縮與膨脹也會讓它一閃一閃

恒星一生中的大部分時間依靠内部氫聚變為氦的過程提供能量。聚變産生的能量産生了向外的輻射壓力,而恒星自身的引力向内,兩個力保持平衡,使得恒星保持一定大小。氫聚變的産物是氦,恒星内部積累足夠多的氦且溫度達到1億開爾文後,核心的氦發生聚變,恒星開始膨脹為紅巨星或紅超巨星。

紅超巨星半徑能夠達到太陽半徑的幾百甚至上千倍,内部物質對表面物質的引力比較弱,表面大氣的翻滾變化,會使恒星的半徑發生變化,形成脈動。質量為太陽質量0.5倍的恒星,進入氦燃燒階段後,會先膨脹為紅巨星,然後顔色變黃。質量為太陽好幾倍或者十幾倍的恒星,在進入氦燃燒的某個階段時,也會變黃,成為黃巨星或黃超巨星。這兩大類恒星中的一部分會産生周期性脈動。脈動的根本原因是恒星大氣中的氦。

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氦有兩個電子。恒星收縮時,内部溫度升高,當溫度達到4萬開爾文左右時,氦的另一個電子也被電離。自由電子增多,導緻恒星大氣的不透明度增高,被俘獲的輻射變多,積累的能量變多,恒星膨脹。膨脹會導緻降溫,兩個電子中的一個重新複合回去,恒星大氣不透明度降低,被俘獲的輻射減少,恒星收縮。收縮會導緻升溫,電子又被電離,導緻以上過程循環往複,恒星就會反複膨脹收縮。

這樣的脈動也導緻恒星的亮度發生周期性變化。

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