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恒星的秘密:在天空中的位置永恒不变吗

2017-05-04 13:53  来源: 科普中国-科学原理一点通

天上的恒星会相撞吗?

 

我们经常可以在好莱坞的经典电影中看到这种视觉冲击极强的场景:宇宙中的两颗恒星突然偏离了自己的轨道,以飞快的速度朝着对方撞了过去。起初的时候由于距离太远,人们丝毫不知情,一旦两颗恒星相撞,宇宙天体间的空间被强行改变,撞击产生的无数碎片飞向地球,那些能够对生命造成极大伤害的射线骤然增多,地球大气层中的臭氧层逐渐消失,人类的生命面临着巨大挑战。

 

宇宙

 

这些都是在电影里才能见到的场面,不过天上的恒星真的会相撞吗?

所谓恒星,就是能够自己发光的天体,通常是球状或者是类似球状,比如太阳就是恒星。一般来讲,恒星距离地球比较远,如果不借助天文观察工具,我们是很难察觉到它们的变化的。我们可以在夜晚观测到大约6000多颗恒星,不过在白天由于阳光太强,是无法看到这些星星的。

恒星的质量很大,大多数都是由等离子组成的。如果恒星内部核心密度足够的话,氢能够通过核聚变转化为氦。恒星之所以会发光,就是因为内部核心的核聚变,核聚变产生大量的能量,这些能量从核心传输到表面,再由表面通过对外界的辐射传到太空。随着核聚变的不断产生,恒星内核不断收缩变热,外壳不断向外膨胀变冷,最后恒星中心会变成一颗白矮星。

宇宙空间是非常广阔的,它远远超出了我们的想象。而恒星在宇宙中的分布密度又是非常低的,如果一定要让两颗恒星相撞,至少要满足以下两个条件:第一,两颗恒星距离非常近,这个距离是这两颗恒星的引力可以相互影响的距离。第二,两个恒星的运行方向相反,角度还不能偏差太多,否则两颗恒星就会撞不上。这两个条件看似很简单,但满足条件的恒星并不太多。从理论上来讲,满足条件的恒星存在相撞的可能性,但这种概率比我们连续中两次彩票的概率还低,我们完全不用担心这一点。

 

恒星在天空中的位置有变化吗?

 

恒星虽然是极为稳定的,但它们在天空中的位置并不是永恒不变的。正如哲学所讲,世间的万物都在进行着运动,恒星也是一样。不过由于不同的恒星,运动的速度和方向各不一样,因此它们在宇宙空间中的相对位置会随之发生变化,科学家称这种变化为恒星的自行。在我们人类所观测到的恒星中,包括那些肉眼根本无法看到的恒星,自行速度最快的是巴纳德星。

 

揭示恒星旋转速度和质量

 

恒星自行的距离和恒星真实的运动速度并不相同。即便是相同速度,距离远看上去会很慢,而距离近则看上去会很快。另外,恒星沿着我们视线的方向也在不断地运动,称为视向运动。

恒星的空间运动可以分为三部分,第一部分是恒星围绕银河系中心在进行圆周运动,第二是太阳参与银河系运动的反映,第三才是恒星自身的运动。所以,恒星在天空中的位置并不是一成不变的。

 

宇宙中的恒星比我们预想的要多

 

宇宙中的恒星到底有多少颗呢?科学家研究发现,宇宙中恒星总数比我们的预想要多三倍。如果一定要用数字来表示,宇宙中恒星数量为3×1023。换句话讲,把我们地球上所有海滩和沙漠里的沙粒全加起来,也赶不上恒星的数量。这是一个多么惊人的数字!宇宙中有如此之多的恒星,这极大地增加了宇宙中另有生命存在的可能性。

 

发现独居超群恒星

 

其实,宇宙中恒星的数量一直都被人们严重低估,真实的恒星数量要远远超过我们的预期。这主要是因为那些不同星系中温度比较低、亮度比较暗的恒星被人们忽视掉了,它们的质量仅为太阳质量的三分之一。我们在研究恒星时,一般都是对那些亮度较大的恒星进行统计,而忽略了那些看不见的暗星的数量。每发现一个亮度较大的类似太阳的恒星,周围就会有看不见的大约一百多颗暗星,如果能够发现这些恒星,那人类对于星系的形成和演化将有全新的认识和了解。

由于暗星的温度较低,它们所发散出的颜色、光亮、波段都与其他较亮的恒星不同的,所以科学家在观测恒星时,会通过观测整个星系的波段和辐射强度,推算出大概存在多少颗暗星。

 

作者:杨冀鲁

审校:李志洪

 

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作者: 杨冀鲁   [责任编辑: 吕芮光]