宇宙中恒星的大小

作者:浮夸的晓编 分类:探索 发布于:2013-7-1
  太阳巨大而明亮,他的直径是地球的110倍,体积是地球的130万倍。太阳是最大的恒星吗?显然不是。晚上可见的最亮的恒星是天狼星,他的直径比太阳大两倍。牧夫星座的大角阿拉法星的直径是太阳的24倍;金牛星座的毕宿五阿拉法星更大,他的直径是太阳的46倍,猎户星座的参宿七贝塔星的直径也有太阳的77倍多。天蝎星座的心宿二阿拉法星可谓是巨星,他的直径是太阳的650多倍;猎户星座参宿四阿拉法星比心宿二阿拉法星还要大1.5倍。仙王星座VV星,直径比太阳打大1600倍。太阳在宇宙中是如此渺小!

  恒星的体积有多大呢?对于太阳,我们可以轻而易举地测量出它的圆面对地球张角的大小,再考虑到地-日间的距离,用三角学方法就可以计算出太阳的直径了。太阳的直径是地球直径的109倍。另外有少数距离相对近些的大体积恒星,

  天文学家已经测出它们的圆面对地球张角、即它们的“角径”。现在测得的除太阳外最大恒星的角径值是0.05角秒,这相当于观察放在82千米之外的一枚2分钱硬币时所测得的硬币的张角。如果再知道恒星距离,就可以用近似公式

  α=D/d

  来求得恒星直径D的值。式中α是以弧度为单位的恒星角径,d是恒星的距离。例如测得的红巨星金牛座α(毕宿五)的角径是21毫弧秒(相当于1.02×10-7弧度),已知它的距离是67.8光年,则可通过计算得到它的直径是6.54×107千米,这相当于50倍太阳直径。

  看来,一个关键的工作是测量恒星的角径。测量恒星角径的方法有光干涉法和月掩星法等。其中月掩星法巧妙地利用了月球在天空中的运动。与恒星相比,月亮距离地球是太近了。所以月亮在夜空中的东升西落在地球上看来是很快的。

  于是,经常会有这样的情形,月亮在移动中逐渐挡住了它背后的看来“不动”的某一颗恒星。这种天象叫做“月掩星”。如果根据预报事先知道哪些恒星将被掩食,在月掩星发生时,用仪器不断监视、记录将要被掩食的那颗恒星的光,就能记录下月掩星时恒星由亮变暗的全过程。仔细分析月掩星过程中恒星由“开始

  变暗”到“全部变暗”所用的时间,再考虑到月球在天空中移动的速度,就可能计算得出恒星角径的大小。

  但是,对于更多更遥远的其它恒星来说,即使在现代大型光学望远镜里,它们也是一个个点光源,根本无法观测到它们的圆面和测量出它们角径的大小。那么,对这些遥远恒星怎样才能了解它们体积的大小呢?一种常用的方法是光度-温度法。看来,虽然不能直接观测大多数遥远恒星的大小,天文学家还可以用其它的观测资料间接计算得知它们的大小。

  现在已经知道,在恒星世界里,不同的恒星大小的相差非常大。如比天蝎α-A更大的仙王座VV的红超巨星,其半径为太阳半径的1,600倍;而也属于恒星的白矮星和中子星,却比太阳小得多,其半径只有太阳半径的几十分之一到几万分之一。天文学家们还注意到,在已知的恒星各种物理性质中,不同种类的恒星之间

  在光度、体积、密度等方面相差极大,甚至可以差到几亿倍;但不同的恒星唯独在质量方面相差很小,最多只相差几百倍。这是恒星性质的一个非常引人注目的特点。