第215章 第三星族
書迷正在閱讀:攻略系統(tǒng):男主大人請(qǐng)饒命!、云之仙兮、賊王修真、這個(gè)大少有點(diǎn)狂、重回九零有空間、重啟九六、鐵甲威蟲之神秘百靈隊(duì)、穿越的菜刀、絕頂航路、花都極品修仙
相比那些粒子,華楓對(duì)恒星的興趣顯然要高一些,連續(xù)一個(gè)星期他都沒有生出厭煩的情緒來。 其中,物理變星,按變光的物理機(jī)制,主要分為脈動(dòng)變星和爆發(fā)變星兩類。脈動(dòng)變星的變光原因是恒星在經(jīng)過漫長的主星序階段以后(見赫羅圖),自身的大氣層發(fā)生周期性的或非周期性的膨脹和收縮,從而引起脈動(dòng)性的光度變化。 理論計(jì)算表明脈動(dòng)周期與恒星密度的平方根成反比。因此那些重復(fù)周期為幾百乃至幾千天的晚型不規(guī)則變星、半規(guī)則變星和長周期變星都是體積巨大而密度很小的晚型巨星或超巨星周期約在1~50天之間的經(jīng)典造父變星和周期約在,005~15天之間的天琴座rr型變星(又叫星團(tuán)變星),是兩種最重要的脈動(dòng)變星。 觀測(cè)表明,前者的絕對(duì)星等隨周期增長而變?。ㄟ@是與密度和周期的關(guān)系相適應(yīng)的),因而可以通過精確測(cè)定它們的變光周期來推求它們自身以及它們所在的恒星集團(tuán)的距離,所以造父變星又有宇宙中的“燈塔”或“量天尺”之稱。天琴座rr型變星也有量天尺的作用。 還有一些周期短于03天的脈動(dòng)變星(包括'a;a;“css=li ka;a;gt;盾牌座型變星、船帆座ai型變星和型變星'a;a;“css=li ka;a;gt;;仙王座型變星等),它們的大氣分成若干層,各層都以不同的周期和形式進(jìn)行脈動(dòng),因而,其光度變化規(guī)律是幾種周期變化的迭合,光變曲線的形狀變化很大,光變同視向速度曲線的關(guān)系也有差異。 盾牌座δ型變星和船帆座ai型變星可能是質(zhì)量較小、密度較大的恒星,仙王座β型變星屬于高溫巨星或亞巨星一類。 爆發(fā)變星按爆發(fā)規(guī)模可分為超新星、新星、矮新星、類新星和耀星等幾類。超新星的亮度會(huì)在很短期間內(nèi)增大數(shù)億倍,然后在數(shù)月到一、二年內(nèi)變得非常暗弱。暫時(shí)多數(shù)人認(rèn)為這是恒星演化到晚期的現(xiàn)象。 超新星的外部殼層以每秒鐘數(shù)千乃至上萬公里的速度向外膨脹,形成一個(gè)逐漸擴(kuò)大而稀薄的星云;內(nèi)部則因極度壓縮而形成密度非常大的中子星之類的天體。最著名的銀河超新星是中國宋代(公元1054年)在金牛座發(fā)現(xiàn)的“天關(guān)客星”。脈沖星。一般認(rèn)為,脈沖星就是快速自轉(zhuǎn)的中子星。 新星在可見光波段的光度在幾天內(nèi)會(huì)突然增強(qiáng)大約9個(gè)星等或更多,然后在若干年內(nèi)逐漸恢復(fù)原狀。1975年8月在天鵝座發(fā)現(xiàn)的新星是迄今已知的光變幅度最大的一顆。光譜觀測(cè)表明,新星的氣殼以每秒500~2,000公里的速度向外膨脹。 一般認(rèn)為,新星爆發(fā)只是殼層的爆發(fā),質(zhì)量損失僅占總質(zhì)量的千分之一左右,因此不足以使恒星發(fā)生質(zhì)變。有些爆發(fā)變星會(huì)再次作相當(dāng)規(guī)模的爆發(fā),稱為再發(fā)新星。 矮新星和類新星變星的光度變化情況與新星類似,但變幅僅為2~6個(gè)星等,發(fā)亮周期也短得多。它們多是雙星中的子星之一,因而不少人的看法傾向于,這一類變星的爆發(fā)是由雙星中某種物質(zhì)的吸積過程引起的。 耀星是一些光度在數(shù)秒到數(shù)分鐘間突然增亮而又很快回復(fù)原狀的一些很不規(guī)則的快變星。它們被認(rèn)為是一些低溫的主序前星。 還有一種北冕座r型變星,它們的光度與新星相反,會(huì)很快地突然變暗幾個(gè)星等,然后慢慢上升到原來的亮度。觀測(cè)表明,它們是一些含碳量豐富的恒星。大氣中的碳?jí)m埃粒子突然大量增加,致使它們的光度突然變暗,因而也有人把它們叫作碳爆變星。 隨著觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展和觀測(cè)波段的擴(kuò)大,還發(fā)現(xiàn)了射電波段有變化的射電變星和x射線輻射流量變化的x射線變星等。 除了單獨(dú)的恒星之外,聯(lián)星系統(tǒng)可以是兩顆或更多的恒星受到重力的約束而在軌道上互繞著,最普通的聯(lián)星系統(tǒng)就是聯(lián)星,但是三顆或更多恒星的系統(tǒng)也有被發(fā)現(xiàn)。 而因?yàn)檐壍酪€(wěn)定的緣故,這些聯(lián)星系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)形成階級(jí)制度的共軌聯(lián)星。也存在著更大的、被稱為星團(tuán)的集團(tuán)范圍從只有幾顆恒星的星協(xié),到最龐大的擁有數(shù)十萬顆恒星,稱為球狀星團(tuán)的集團(tuán)。 聯(lián)星系統(tǒng)是長期處在特定重力場(chǎng)約束下的恒星集團(tuán),通常都由巨大的o和b型恒星組成,而且80的恒星是聯(lián)星系統(tǒng)是多星系統(tǒng)。但星單獨(dú)恒星的部分因?yàn)楦〉奶祗w被發(fā)現(xiàn)而有所增加,僅有25的紅矮星被發(fā)現(xiàn)有伴星。因?yàn)?5的恒星是紅矮星,所以在銀河系內(nèi)多數(shù)的恒星都是單獨(dú)的。 恒星在宇宙中的分布是不均勻的,并且通常都是與星際間的氣體、塵埃一起存在于星系中。一個(gè)典型的星系擁有數(shù)千億顆的恒星,而再可觀測(cè)的宇宙中星系的數(shù)量也超過一千億個(gè)。過去相信恒星只存在余星系之中,但在星系際的空間中也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)恒星。天文學(xué)家估計(jì)宇宙至少有700垓顆恒星。 除了太陽之外,最靠近地球的恒星是半人馬座的比鄰星,距離是399兆公里,或42光年。光線從半人馬座的比鄰星要42年才能抵達(dá)地球。在軌道上繞行地球的航天飛機(jī)速度約為8公里/秒(時(shí)速約30,000公里),需要150,000年才能抵達(dá)那兒。 像這樣的距離,包括鄰近太陽系的地區(qū),在星系盤中是很典型的。在星系的中心和球狀星團(tuán)內(nèi),恒星的距離會(huì)更為接近,而在星暈中的距離則會(huì)更遙遠(yuǎn)。 由于相對(duì)于星系的中心,恒星的距離是非常開闊的,因此恒星的相互碰撞是非常罕見的。但是在球狀星團(tuán)或星系的中心,恒星碰撞則很平常。這樣的碰撞會(huì)形成藍(lán)掉隊(duì)星,這些異常的恒星比在同一星團(tuán)中光度相同的主序帶恒星有著更高的表面溫度。 恒星間距離非常遙遠(yuǎn),天文學(xué)上一般用光年來量度恒星間的距離。而距離的測(cè)定則可以通過周年視差法、星團(tuán)視差法、力學(xué)視差法、造父變星法等進(jìn)行測(cè)量。 世間萬物無不都在運(yùn)動(dòng)[8],恒星雖然看似在天空中恒定不動(dòng),其實(shí)它也有自己的運(yùn)動(dòng)。由于不同恒星運(yùn)動(dòng)的速度和方向不一樣,它們?cè)谔炜罩邢嗷ブg的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化,這種變化稱為恒星的自行。 天恒星之中,包括那些rou眼看不見的很暗的恒星在內(nèi),自行最快的是巴納德星,達(dá)到每年1031角秒(1角秒是圓周上1度的3600分之一)。一般的恒星,自行要小得多,絕大多數(shù)小于1角秒。 恒星自行的大小并不能反映恒星真實(shí)運(yùn)動(dòng)速度的大小。同樣的運(yùn)動(dòng)速度,距離遠(yuǎn)就看上去很慢,而距離近則看上去很快。因?yàn)榘图{德星離開我們很近,不到6光年,所以真實(shí)的運(yùn)動(dòng)速度不過88k/s。 恒星的自行只反映了恒星在垂直于我們視線方向的運(yùn)動(dòng),稱為切向速度。恒星在沿我們視線方向也在運(yùn)動(dòng),這一運(yùn)動(dòng)速度稱為視向速度。巴納德星的視向速度是108k/s(負(fù)的視向速度表示向我們接近,而正的視向速度表示離我們而去)。 恒星在空間的有的速度,應(yīng)是切向速度和視向速度的合成速度,對(duì)于巴納德星,它的速度為139k/s。 上述恒星的空間運(yùn)動(dòng),由三個(gè)部分組成。第一是恒星繞銀河系中心的圓周運(yùn)動(dòng),這是銀河系自轉(zhuǎn)的反映。第二是太陽參與銀河系自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的反映。在扣除這兩種運(yùn)動(dòng)的反映之后,才真正是恒星本身的運(yùn)動(dòng),稱為恒星的本動(dòng)。 船底座η是已知質(zhì)量最大的恒星之一,約為太陽的100–150倍,所以其壽命很短,最多祇有四百萬年。依據(jù)對(duì)圓拱星團(tuán)(a chescste )的研究,認(rèn)為在宇宙應(yīng)該有質(zhì)量是太陽150倍的大質(zhì)量恒星存在,但在實(shí)際上卻未能尋獲。雖然這個(gè)極限的原因仍不清楚,但愛丁頓光度給了部分答案,因?yàn)樗x了恒星在不拋出外層大氣層下所能發(fā)射至空間的最大光度。 在大爆炸后最早誕生的那一批恒星質(zhì)量必然很大,或許能達(dá)到太陽的300倍甚至更大,由于在它們的成分中完沒有比鋰更重的元素,這一代超大質(zhì)量的恒星應(yīng)該已經(jīng)滅絕,第三星族星暫時(shí)只存在于理論中。 劍魚座aba的伴星劍魚座abc,質(zhì)量只有木星的93倍,是已知質(zhì)量最小,但核心仍能進(jìn)行核聚變的恒星。金屬量與太陽相似的恒星,理論上仍能進(jìn)行核聚變反應(yīng)的最低質(zhì)量估計(jì)質(zhì)量大約是木星質(zhì)量的75倍。 當(dāng)金屬量很低時(shí),依目前對(duì)最暗淡恒星的研究,發(fā)現(xiàn)尺寸最小的恒星質(zhì)量似乎只有太陽的83,或是木星質(zhì)量的87倍。再小的恒星就是介乎于恒星與氣體巨星之間的灰色地帶,沒有明確定義的褐矮星。 結(jié)合恒星的半徑和質(zhì)量可以確定恒星表面的引力,巨星表面的引力比主序星低了許多,而相較于簡并下的狀態(tài),像是白矮星,表面引力則更為強(qiáng)大。表面引力也會(huì)影響恒星的光譜,越高的引力所造成吸收譜線的變寬越明顯。 早在2010年英國謝菲爾德大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了迄今質(zhì)量最大的恒星rbsp; 136a1,它在形成初期質(zhì)量或可達(dá)太陽質(zhì)量的320倍,亮度接近太陽的1000萬倍,表面溫度超過4萬9千攝氏度。 恒星分類是依據(jù)光譜和光度進(jìn)行的二元分類。在通俗的簡化的分類中,前者可由恒星的顏分,后者則大致分為“巨星”和“矮星”,比如太陽是一顆“黃矮星”,常見的名稱還有“藍(lán)巨星”和“紅巨星”等。 。