



你曾经做过遨游宇宙的梦吗?在你的梦里,宇宙是什么样子呢?伸手就能摘到闪闪发光的星星吗?当你路过牵牛星身旁,看到银河另一边的织女星了吗?根据北斗七星的勺柄,你找到要去的方向了吗?为你点亮夜空的星星们,有哪些有趣的故事?一起来看看吧!
“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星……”在每个晴朗无云的夜晚,总有星光伴我们进入甜甜的梦乡。星星为什么会发光呢?这个问题还得从星星是什么说起。
在茫茫星河中,我们能用肉眼看见的,大部分是像太阳一样自己会发光的恒星;还有几颗离地球很近的行星,例如金星、火星、木星和土星,它们本身并不会发光,因为反射了太阳的光,才被人看到。此外,我们还能看到一些偶尔路过太阳系的拖着长尾巴的彗星。
恒星之所以会发光,是因为它一直在燃烧,就像蜡烛本身不是亮的,只有当它被点燃时才会发光。与地球不同,大部分恒星都是十分炽热的气体火球,它们自诞生之日起就从未停止过燃烧,源源不断地产生着能量。这些能量以电磁波的形式不断向周围空间发射,因此我们才能看到恒星闪烁的光芒。
在所有的恒星中,我们最熟悉的就是与地球最近、关系最密切的太阳了。正是因为有了太阳光的照耀,地球才不会永久冰封,地球上的生命才得以蓬勃生长。你知道吗,太阳在1秒钟内释放的总能量,相当于115亿吨煤燃烧产生的热量!太阳维持如此巨大的能量输出已经长达46亿年了!
那么,这些能量是从哪里来的呢?
构成物质的原子中有原子核和电子,“核聚变”是指原子核之间发生的反应:两个原子核在超高温或高压作用下相互吸引、聚合,生成新的更重的原子核,同时释放大量能量。这种能量在未来有可能用于我们的生产生活中,因此科学家正在努力研究人类可以控制的核聚变。
科学家们提出了许多猜想,但直到20世纪爱因斯坦的相对论问世,才为解决这一难题找到了出路。1926年,英国天文学家爱丁顿提出,恒星的能量来自核聚变反应,较轻的原子核聚集在一起变成另一种新的原子核。核聚变几乎是所有恒星的能量来源。
在宇宙空间中,分散着形形色色的物体和物质,都在运动,都在变化。
本书引文均以紫字标出,引文均引自李四光的《天文·地质·古生物》一书。
宇宙间的一切物质无时无刻不处于运动之中,恒星当然也不例外。但为什么每个夜晚看到的星星几乎都在一样的位置呢?这是因为,离我们远的物体,看起来运动得慢。
举个例子,飞机的速度大约是汽车的十倍左右,可是我们却觉得马路上的汽车飞驰而过,天空中的飞机只是缓缓划过。这是因为和汽车相比,飞机离我们更远,所以看起来移动很慢。
恒星离我们可比飞机远得多了,我们在地球上很难观察到它们的移动。所以,长期以来,人们都认为恒星是固定不动的,这就是其名字“恒”的由来。
恒星不仅在宇宙空间中运动,还会像地球一样自转。以太阳为例,它不仅带领太阳系家族一起以大约20千米/秒的速度向武仙座方向飞驰,还和附近的恒星一起围绕银河系中心旋转,约2.25亿年才能转一圈。除了在空间中移动,太阳自身也会像陀螺一样自转,在赤道处,太阳自转一周需要25天左右。
古人为了方便辨别方位和观测天象,运用想象力将天上的星星连接成一个个“星座”。但不同地域的人看到的星空有一定的差异。直到1928年,国际天文学联合会统一了星座划分方式,共分出88个星座,武仙座便是其中的一个。
最先发现恒星运动的是我国古代的天文学家。早在战国时期,我国就制造出了赤道坐标仪,用来测量恒星的位置。唐代天文学家张遂,通过对恒星位置的长期观察和精确测量,首次发现了恒星的运动。
如果你仔细观察星空,会发现有的恒星很亮,有的却很暗。假如有人问你,所有的恒星中最亮的是哪一颗?你可能会认为是太阳——夜空中的点点星光哪能和太阳的光辉相比呢。
其实太阳只是看起来最亮,因为它是离我们最近的恒星。
在天文学中,我们用眼睛看到的恒星亮度叫作“视亮度”,而恒星真正的发光强弱称为“光度”。恒星的视亮度由光度和距离共同决定。例如,织女星的光度约为太阳光度的48倍,参宿七的光度约为太阳的2.3万倍,可它们发出的光看起来都只是微弱的星光,这正是因为它们距我们太过遥远。根据光度从大到小可以把恒星分为超巨星、巨星、矮星和白矮星。太阳只是一颗普通的黄色矮星。
在温度计发明之前,聪明的古人在冶炼金属时想到了通过颜色来判断温度的方法:随着温度升高,火焰的颜色先后变为暗红色、橙色、黄色、白色和蓝色。
你没看错哦,虽然红色给人一种热烈的感觉,蓝色总是让我们联想到清凉的海水,但其实蓝色火焰比红色火焰的温度更高。“炉火纯青”这个成语就是这么来的,意思是炼到炉子里发出青蓝色的火焰就算成功了,用来比喻功夫达到了完美的境界。
大部分恒星都是炽热的气体火球,它们不但有明有暗,颜色也各不相同。根据“彩虹温度计”的原理,恒星之所以会有不同的颜色,是因为它们的表面温度不同。太阳是一颗黄色的恒星,红色的心宿二表面温度比太阳低2600多摄氏度,而白色的织女星表面温度比太阳高了约4000摄氏度!
心宿二是天蝎座中最亮的恒星。成语“七月流火”中的“火”指的就是心宿二,每年农历六月出现在正南方,农历七月后逐渐偏西下沉,所以称为“流火”,这个成语的意思是夏去秋来,天气转凉。可千万不要误以为是指“七月天气炎热”哦!
织女星是天琴座中最亮的恒星,也是除太阳外第一颗被人类拍下来的恒星。在织女星旁边,有四颗星星构成一个小菱形,中国古人把它想象成了织布用的梭子,由此衍生出“牛郎织女”的美丽传说。
星星会孤独吗?它们会在浩瀚无垠的宇宙中独自“点着灯”度过漫长的一生吗?不用担心,和人类一样,大多数恒星都找到了伴侣,它们靠万有引力“连接”在一起,互相绕转,结伴而行,构成了神奇的“双星”系统。
组成双星的两颗恒星都称为双星的子星,其中较亮的一颗称为主星,较暗的一颗称为伴星。用望远镜就可以区分亮暗的叫作“目视双星”,而有些双星亮度很接近,需要科学家通过研究来分辨,这样的双星叫作“分光双星”。
除了双星,宇宙中还有一些恒星结成了小分队。3~7颗恒星在引力作用下聚集在一起组成的系统叫作“聚星”,3颗恒星组成的聚星称为“三合星”,4颗就叫作“四合星”。
在北斗七星中,从勺柄数起第二颗叫作开阳星。仔细观察会发现,它旁边很近的地方还有一颗暗星,正是开阳星的伴星,二者一起组成了“开阳双星”。开阳双星发现于1650年,是人类用望远镜观察到的第一对双星,直到1957年它们才拥有了第一张合影。除了太阳外,全天空看起来最亮的恒星——天狼星,其实也有一个非常黯淡的伴随者——一颗白矮星。1844年,德国天文学家贝塞尔,根据天狼星的移动路径推断出它有一颗伴星,18年后这颗伴星首次被美国天文学家克拉克用自制的天文望远镜观察到。
在这一节中,我们了解了许多关于恒星的故事。原来恒星的亮度、温度和颜色都各不相同!大部分恒星都找到了小伙伴,但也有一些孤独地生活在宇宙中。恒星的数量如此庞大,要想研究清楚,首先得将它们分门别类。想一想,你会按照哪些标准为恒星分类?