恒星是多样性的吗?

如题所述

我们通过对恒星的观测发现,只有极少部分的恒星,或者是十万分之一的恒星,围绕着它们旋转的行星只有几颗而已。而一些体积庞大的恒星会由于旋转速度太快而破裂,形成双星系或者多星系星群。不过,大部分的恒星会遵循自己的运行轨道,既不会自行破裂,也不会被其他恒星撞碎。

恒星与外界联系的唯一途径就是持续不断地辐射和光照。实际上,这种辐射常常是单方面的,因为和自己的辐射比起来,受到其他恒星的辐射微不足道。恒星在进行辐射、发光的同时,它本身的质量也在减少,而且得不到任何供给。恒星所聚集的分散物质如同它本身感受到的辐射和光照一样,是微不足道的,因此也不会对其自身造成很大的伤害。于是,这些恒星就是独立存在于浩瀚的宇宙中,无休止地辐射、发光,而它却什么都没有得到。

我们知道,恒星有各种各样的物理属性,所以人们喜欢将一些亮度不同,大小各异的星星进行比较,编出一段段传奇故事。可是这样认识的宇宙并不完整,就好像是我们在沙滩上捡到一颗珍珠,就以为所有的沙滩都会有珍珠或者这片沙滩布满了珍珠一样荒谬。

可是,倘若我们对离太阳最近的恒星的物理属性有了基本认识之后,就会以平常心来对待整个恒星系统的差异了。虽然人们习惯更多地去了解那些特征明显或者异常的恒星,但它们并不是太空恒星的典范,只是我们无法解释所有的极端恒星,只能以它们出现的先后顺序罗列出来。以下是我们将太阳作为恒星的范本,以它为标准来分析其他的恒星。

在宇宙中,离我们最近的恒星除了太阳,就是α半人马座星系的三颗构造性恒星。在这个星系中,最亮的就是α星,也是和太阳最像的恒星。α星和太阳在颜色和光谱上都是十分相似的,但α星的质量和亮度分别是太阳的114%和112%。由于两者每平方英寸放射出的能量也基本一致,所以α星和太阳的颜色一样。我们根据α半人马座α星的亮度比太阳的亮度要高出12%判断,前者应该也会比太阳表面大12%,它的直径也会比太阳的直径大6%。

α半人马座星系的第二颗伴星β星看起来比太阳更红一些,由此可以判定它表面的温度大概在4400℃;质量是太阳质量的97%,亮度大概是太阳的1/3,由此判定它的直径应该比太阳的直径大22%。α半人马座星系中α星和β星组成了可见的双星系,并且大约是79年的时间彼此环绕一周。

α半人马座星系的第三颗星——比邻星,却不同于和太阳相似的前两颗星,而是完全不一样的星体。比邻星的表面呈红色,表面温度大约为3000℃,亮度不是很高,太阳发出的光是它放射出的一万倍,直径只有太阳直径的1/14,至于质量,我们目前还没有探测清楚。

慕尼黑15040是一颗单个的阴暗星体,表面呈红色,温度可能比太阳还要高出2500℃,但发射出的光只有太阳的1/2500。

沃尔夫359是目前人们发现的最暗的星体,除了知道它外表呈红色,发出的光只有太阳的1/50000,人们对于它的其他状况,还不是很了解。

莱兰德21185也是一颗暗红色的星体,发出的光只有太阳的1/200。

天狼星座中有两颗性质完全不同的星体,人们猜测可能会有第三颗星体的存在。天狼α星(又叫天狗星)是天狼星座中重要的恒星之一,也是天空中最亮的星体。它发出白色的光芒,表面温度似乎有1.1万℃,温度是太阳温度的2倍,每平方英寸发出的光是太阳的16倍。亮度是太阳亮度的26倍,因此直径要比太阳的直径大58%。体积差不多有4个太阳那么大,质量是太阳的2.45倍。所以,天狼座α星上的物质密度比太阳要小很多,每立方米物质的密度只有0.92吨。

天狼座β星是太空中比较有趣的昏暗星体。它的色彩和光谱型与天狼座α星很相似,但发出的光却不及天狼座α星的万分之一。两颗恒星的表面温度相差不大,但β星的面积是α星的1/2500,直径是α星的1/50,质量是α星的1/3,因此,α星的体积是β星的12.5万倍。所以,天狼座β星比α星更加吸引人的注意力。

双星系的小犬座很多地方都和天狼星座极为相似。小犬座α星是最主要的恒星,和太阳属于同一类型,但比太阳重24%。表面温度大约为7000℃,光芒是太阳的5.5倍,直径是太阳的1.8倍。小犬座α星的卫星小犬座β更加暗一些,发出的光仅仅为太阳的1/30000。

克留格尔60星系也是双星系,两颗恒星的体积不大,发出的是暗红色光芒。外表温度是3200℃的克留格尔60A星是该星系中最亮的星,但发出的光也只是太阳光的1/400。它的直径是太阳的1/3,质量是太阳的1/4,由此推断它的密度可能是太阳密度的7倍。克留格尔60B星的表面温度和A星差不多,但却比A星更暗一些,发出的光也只有太阳的1/14000。

通过以上对恒星的讨论,我们发现宇宙中的大部分星体和太阳相比,体积相对会较小,温度和亮度也不能和太阳相提并论。虽然有一些比太阳要亮,那只是极个别的恒星。就整体而言,我们所能看到的天空中的恒星,一般都会比太阳要小、要暗。

克留格尔60系列和最暗的三星系02波江星座,是目前我们已知宇宙中质量最小的两颗星。每颗星的质量相当于太阳质量的1/5。在茫茫宇宙中,我们所掌握质量大小的恒星数量寥寥无几,这里提到的恒星,并没有什么证据可以说明它们是整个宇宙中最年轻的恒星。通过观察,大部分恒星的质量都处在太阳质量的10倍和1/10之间。质量是太阳3倍的星体并不多见,可能会有大概1/100000的恒星质量是太阳质量的10倍。当然,宇宙中也存在特别重的恒星,例如普拉斯基特星的双星质量分别是太阳质量的75倍和63倍,但是,这毕竟是少数。

恒星之间的光度差悬殊,太阳烛光是度量单位。例如S剑鱼星是最亮的星星,光度是太阳亮度的30万倍。沃尔夫359是最暗的恒星,它的光度只有太阳光度的1/50000。这两者之间相比较的话,太阳只是处于中间位置,因此,太阳在质量和光度上都只是中等恒星。但实际上,太阳的光度和质量要比大部分恒星高。

天狼星是所有离太阳最近的恒星中表面温度最高的恒星,大约有1.1万℃,这近似于太阳温度的2倍。我们还发现,有很多离太阳很远的恒星,它们的表面温度却比太阳高出很多。比如普拉斯基特星的表面温度高达2.8万℃。

恒星的表面温度下降到2500℃上下,是比较普遍的。在所有的恒星里面,温度最低的恒星仅仅局限在变星中,这种类型的恒星,光度随着外表温度的上升下降而不断变化。即使温度是在最低的时候,也达到了1650℃,这比普通的煤炉温度还要高出许多倍。因此,根据我们所了解的信息知道,恒星表面温度大部分位于3万℃至2500℃,再低一点就是1650℃。

有许多恒星的组成是疏松脆弱的,例如天蝎星的体积大约是太阳体积的9000万倍,如果两者的密度一样的话,天蝎星的质量就应该是太阳质量的9000万倍,而事实上却只是太阳的40倍—50倍。这说明不同的密度决定了不同的质量。假如两颗星球上的物质按照均数计算的话,太阳上的1吨物质所占空间低于1立方码;而在天蝎星上,却需要占用一个圣保罗大教堂那么大的空间。

由于恒星的质量、气温、颜色和大小各不相同,我们便可以依此进行分类。可是,并不是代表任何恒星的质量、颜色、大小,都能为你一一找到。可能你找到的颜色对不上质量,或者质量对不上大小等。比如,你想找一颗红色星球,我们这里只有质量重的和质量轻的,你却想要质量中等的,我们就没有办法了。1905年,赫兹普朗发现红色恒星可以根据大小分为两种完全不同类别的星球——巨星和矮星。1913年,罗素进一步研究了这个结论,发现这个分类同样适用红色恒星以外的星体上。

如果把恒星根据颜色的不同来分类,不同颜色的恒星可以分到不同的组,比如红色星系、黄色星系等。我们把所有的红色恒星选出来,按照亮度的强弱顺序进行排列,然后把光度相近的恒星分为一个类别,务必要使上一级的光度高于下一级5倍,这样便于明显地看到光度的差异。

根据恒星可能有的所有颜色,画一个阶梯表,将它们按照先后顺序排列起来,表示恒星可能呈现的颜色,这就是赫罗图的来源。

如下图所示,图表上部的字母代表恒星的光谱型,这比用颜色表示类型更加直观,在图表底部是和各光谱对应的色彩。图中显示的恒星是具有代表性的,大多数的恒星都能以其中的某颗来表示。广义上看来,这些恒星所占的是两个互不干涉的区域:第一区域非常重要,呈倒y形。有一条黑线直穿其中心地带,这一位置曾获得赖德曼的认同;第二个区域非常小,位于图表的左下角。这两个区域的恒星都不亮,与亮度相同的其他恒星比起来,它们的温度要高很多。

在赫罗图中,相同位置的恒星,直径也是相同的。因此,图表中的每一个点都代表一个对应的直径,而我们也可以在图中画出恒星的直径,这和在地形图上画海拔线一样,我们称其为“等高线”。

赫·罗图在上图中,这些“等高线”用虚线表示出来,差不多形成了平行的弧线。如果哪颗星在某条直线上,就说明它的直径和虚线所表示的相符。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答