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恒星的大小--巨人与矮子

时间:2022-08-15 归属:天体知识

  地球上的人类身高若相差1 倍,就已使人惊奇不已,然而天上的星星,其大小的差别才真达到了惊人的程度。在本阳系中,地球与太阳在直径上相差109 倍,这是行星与恒星的差异,这算不了什么。在宇宙中,即使是在恒星之间,由于它们所处的环境以及它们发展阶段的悬殊不同,其大小的差别以数10 亿倍来计算的。恒星依光度的大小,我们把它分为两类。光度大的O型、B 型星及红巨星,其光度比太阳要大千倍、万倍堪称星界的“巨人”。而红矮星、白矮星则处在另一个极端,它们和太阳相比,显得暗淡无光,被喻为恒星界的“矮子”。

  人的高矮是靠身高来区别的,恒星的大小有无差异呢?换句话来说,怎样才能测得恒星的大小呢?这个问题,是古人所思虑不到的。只有到了现代,随着科学技术和人类探测宇宙的不断发展,人类才真正研究起这个问题来。

  恒星距离的测量、恒星光谱秘密的揭示,为测得恒星的大小提供了可能。

  为了测量恒星的距离已经使天文学家费了九牛二虎之力,要测量恒星的大小就更加困难了。因为它们离人类实在太远了。太阳和月亮是我们能直接看出圆面的天体,它们的视角直径(即直径对人眼所张的角度),大约为半度左右。人眼的分辨本领是有限的,再远的行垦,人眼就无法看出它的圆面了。金星离地球紧近时约有1 分的张角,就已超出人眼的分辨能力。望远镜可以增加人眼的分辨能力。通过不大的望远镜,我们可以看到金星的圆面,它和月亮一样,也有盈亏变化。最远的冥王星在大望远镜里,尚能见到小小的圆面(最大角直径约为0″22)。利用望远镜上附装的测角仪器,可以测出它圆面的角直径。

  可是,恒星离我们太远,角直径大小。即使用最大的望远镜去看,也只是一个个光点。使用高倍率的目镜,以增大放大的倍率,除了星象变得模糊以外,依然看不出什么圆面来,难道真的无能为力了吗?不!人类探索的天性不是这样的。

  第一次直接测量恒星直径工作是本世纪二十年代完成的。美国著名物理学家迈克耳孙和天文学家皮斯根据光的干涉原理,设计了一具干涉仪。它和2.5 米的望远镜装在一起。这个干涉仪有6 米长的钢架,架子两端各有一个可以自由滑动的平面镜。星光经过它们的反射后到达望远镜里发生于涉,这时可以看到带有细的干涉条纹的圆面。移动两面平面镜,达到一定距离,这些干涉条纹就会消失。记下这个距离,再根据干涉理论就能算出恒星的角直径来。测得恒星的角直径,又知道它跟地球的距离,就能算出恒星的线直径来。

  织女星的距离为8.1 秒差距(1 秒差距等于3.26 光年),经过计算,我们知道它的直径为太阳的3 倍。天上有一些红色的、热度并不高的庞大恒星,它们的直径一般都比太阳大数十倍到数百倍。猎户座的参宿四的直径就至少是太阳的300 多倍,如果把太阳系装入参宿四的躯体,那么从太阳到火星以内的行星都是在其躯壳内运行。

  但是这颗巨星想参加恒星间的体积比赛,还不够资格。现代天文学家发现武仙星座α星的直径竟是太阳的20 万倍,其体积则超过太阳的8 万亿倍。如果我们把地球比做一粒米的话,太阳就像一颗人头,而这颗星却有半个香港那么大。还有更大的星,如剑鱼座S 星的直径比太阳要大1400 万倍,由于球体的体积与直径的三次方成比例,按此计算,这颗巨星的肚子里可以装进30 万万个太阳。其差异该有多大!

  但是在宇宙中,太阳也不算是恒星的“侏儒”。比太阳小的矮星为数更多,红矮星的直径只有太阳的几分之一到几十分这一。白矮星就更小了,它的直径最小的只有太阳的1/300,也就相当于地球的1/3,小虽小,但它们本身也发光发热,因此还在恒星之列。

  由此可见,巨星和矮星个儿相差之大,比鲸鱼和跳蚤的身躯差别还要大。

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  • 关键词:大小 恒星 巨人 矮子
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