恒星都是同样大小吗
天上的恒星都是同样大小的吗?不是的,就象地上的人有高个子的巨人和个子特别小的矮子一样,天上的恒星也有巨星和矮星之分,巨星的体积特别大,一般都相当亮,而矮星当然就是体积很小的侏儒了,相应地它们的亮度也要暗得多。在成年人中,个子超过2米的就相当少了,而个子不到1.5米的也不多,但是恒星的“巨人和“矮子”却是差别极大,例如,仙王座VV星和御夫座ε星的伴星的直径比太阳大2000倍以上,但是一些白矮星的直径几乎只有太阳直径的百分之一、二,只比我们的地球略大而已。白矮星还不是最小的侏儒,最小的恒星是中子星,它的直径大致只有几十公里。因此,白矮星在“矮子”中还是一个庞然大物呢!如果我们把仙王座VV星缩小到地球那样大,那么,按照比例来看,太阳的直径就只有7公里,白矮星的直径只有一百几十米,中子星的直径只有10厘米,和小孩玩的皮球差不多大小。
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恒星的直径可以相差千万倍,恒星的质量却相差不很大。那些体积象霸似的巨星,它们的质量虽然比较大一点,可也只有太阳质量的几十倍,对恒星中最小的侏儒——中子星,它们的质量仍可达太阳质量的1〜3倍,这样巨星的密度必然很小,例如有一个名叫参宿四的红巨星,它的直径等于太阳的900倍,而质量只比太阳重15倍,这颗星的平均密度比空气还要稀薄四万多倍,这个庞然大物的内部可真是空空如也了。但是,在白矮星上每立方厘米的物质重达几千公斤,中子星的物质就更重了,它上面每立方厘米的物质重达1亿吨,看来,连上面的一粒微小的灰尘也有千钧之重,这种物质简直有点不可思议!中子星在形成过程中受到极其强大的压缩,因此,它上面的物质已经不是一般的气体,而是一种所谓“简并化”的中子气,在这种物质中,原子核已被强大的压力所“挤破”形成由中子所组成的气体,由于中子与中子之间没有妨碍它们相互接近的电荷的相互作用,因此这种气体可以具有极高的密度。
有些恒星的大小是经常在变化的,它们就象在作呼吸运动的胸脯一样,一直在一胀一缩地运动着,随着它们的体积的膨胀和收缩,它们的亮度也时亮时暗地作周期性的变化,这类恒星称为脉动变星。
恒星离我们这样遥远,我们怎么知道恒星的大小呢?确实,测量恒星的直径是十分困难的,因为恒星的角径非常小,最大也不超过0.05",如果我们站在上海的人民广场,观测放在我国首都的北京饭店顶上的一只直径为27厘米的球,这个球的角径就大致为0.05"。为了要知道恒星的大小,科学家们想了许多办法,一种是在巨大的望远镜前面装上一根长达18米的钢梁,在钢梁的上面装有两对接受星光的反射镜,所接受的星光送到望远镜内聚焦后发生干涉现象,测出恒星的直径,这样能测出0.001"的角径。近来又有人在试验用几架光学望远镜进行干涉测量,以得到更高的精度。第二种方法是在月掩星时用光电光度计准确测定被掩恒星的亮度变化,得到恒星的直径。第三种方法是对于交食双星的两个子星的直径可从光变曲线算出,仙王VV星和御夫座ε星都是交食双星,它们的直径就是用这种方法得到的。
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