第215章 第三星族

    相比那些粒子，华枫对恒星的兴趣显然要高一些，连续一个星期他都没有生出厌烦的情绪来。

    其中，物理变星，按变光的物理机制，主要分为脉动变星和爆发变星两类。脉动变星的变光原因是恒星在经过漫长的主星序阶段以后（见赫罗图），自身的大气层发生周期性的或非周期性的膨胀和收缩，从而引起脉动性的光度变化。

    理论计算表明脉动周期与恒星密度的平方根成反比。因此那些重复周期为几百乃至几千天的晚型不规则变星、半规则变星和长周期变星都是体积巨大而密度很小的晚型巨星或超巨星周期约在1～50天之间的经典造父变星和周期约在，005～15天之间的天琴座rr型变星（又叫星团变星），是两种最重要的脉动变星。

    观测表明，前者的绝对星等随周期增长而变小（这是与密度和周期的关系相适应的），因而可以通过精确测定它们的变光周期来推求它们自身以及它们所在的恒星集团的距离，所以造父变星又有宇宙中的“灯塔”或“量天尺”之称。天琴座rr型变星也有量天尺的作用。

    还有一些周期短于03天的脉动变星（包括'a;a;“css=li

    ka;a;gt;盾牌座型变星、船帆座ai型变星和型变星'a;a;“css=li

    ka;a;gt;；仙王座型变星等），它们的大气分成若干层，各层都以不同的周期和形式进行脉动，因而，其光度变化规律是几种周期变化的迭合，光变曲线的形状变化很大，光变同视向速度曲线的关系也有差异。

    盾牌座δ型变星和船帆座ai型变星可能是质量较小、密度较大的恒星，仙王座β型变星属于高温巨星或亚巨星一类。

    爆发变星按爆发规模可分为超新星、新星、矮新星、类新星和耀星等几类。超新星的亮度会在很短期间内增大数亿倍，然后在数月到一、二年内变得非常暗弱。暂时多数人认为这是恒星演化到晚期的现象。

    超新星的外部壳层以每秒钟数千乃至上万公里的速度向外膨胀，形成一个逐渐扩大而稀薄的星云；内部则因极度压缩而形成密度非常大的中子星之类的天体。最著名的银河超新星是中国宋代（公元1054年）在金牛座发现的“天关客星”。脉冲星。一般认为，脉冲星就是快速自转的中子星。

    新星在可见光波段的光度在几天内会突然增强大约9个星等或更多，然后在若干年内逐渐恢复原状。1975年8月在天鹅座发现的新星是迄今已知的光变幅度最大的一颗。光谱观测表明，新星的气壳以每秒500～2,000公里的速度向外膨胀。

    一般认为，新星爆发只是壳层的爆发，质量损失仅占总质量的千分之一左右，因此不足以使恒星发生质变。有些爆发变星会再次作相当规模的爆发，称为再发新星。

    矮新星和类新星变星的光度变化情况与新星类似，但变幅仅为2～6个星等，发亮周期也短得多。它们多是双星中的子星之一，因而不少人的看法倾向于，这一类变星的爆发是由双星中某种物质的吸积过程引起的。

    耀星是一些光度在数秒到数分钟间突然增亮而又很快回复原状的一些很不规则的快变星。它们被认为是一些低温的主序前星。

    还有一种北冕座r型变星，它们的光度与新星相反，会很快地突然变暗几个星等，然后慢慢上升到原来的亮度。观测表明，它们是一些含碳量丰富的恒星。大气中的碳尘埃粒子突然大量增加，致使它们的光度突然变暗，因而也有人把它们叫作碳爆变星。

    随着观测技术的发展和观测波段的扩大，还发现了射电波段有变化的射电变星和x射线辐射流量变化的x射线变星等。

    除了单独的恒星之外，联星系统可以是两颗或更多的恒星受到重力的约束而在轨道上互绕着，最普通的联星系统就是联星，但是三颗或更多恒星的系统也有被发现。

    而因为轨道要稳定的缘故，这些联星系统经常会形成阶级制度的共轨联星。也存在着更大的、被称为星团的集团范围从只有几颗恒星的星协，到最庞大的拥有数十万颗恒星，称为球状星团的集团。

    联星系统是长期处在特定重力场约束下的恒星集团，通常都由巨大的o和b型恒星组成，而且80的恒星是联星系统是多星系统。但星单独恒星的部分因为更小的天体被发现而有所增加，仅有25的红矮星被发现有伴星。因为85的恒星是红矮星，所以在银河系内多数的恒星都是单独的。

    恒星在宇宙中的分布是不均匀的，并且通常都是与星际间的气体、尘埃一起存在于星系中。一个典型的星系拥有数千亿颗的恒星，而再可观测的宇宙中星系的数量也超过一千亿个。过去相信恒星只存在余星系之中，但在星系际的空间中也已经发现恒星。天文学家估计宇宙至少有700垓颗恒星。

    除了太阳之外，最靠近地球的恒星是半人马座的比邻星，距离是399兆公里，或42光年。光线从半人马座的比邻星要42年才能抵达地球。在轨道上绕行地球的航天飞机速度约为8公里/秒（时速约30,000公里），需要150,000年才能抵达那儿。

    像这样的距离，包括邻近太阳系的地区，在星系盘中是很典型的。在星系的中心和球状星团内，恒星的距离会更为接近，而在星晕中的距离则会更遥远。

    由于相对于星系的中心，恒星的距离是非常开阔的，因此恒星的相互碰撞是非常罕见的。但是在球状星团或星系的中心，恒星碰撞则很平常。这样的碰撞会形成蓝掉队星，这些异常的恒星比在同一星团中光度相同的主序带恒星有着更高的表面温度。

    恒星间距离非常遥远，天文学上一般用光年来量度恒星间的距离。而距离的测定则可以通过周年视差法、星团视差法、力学视差法、造父变星法等进行测量。

    世间万物无不都在运动[8]，恒星虽然看似在天空中恒定不动，其实它也有自己的运动。由于不同恒星运动的速度和方向不一样，它们在天空中相互之间的相对位置会发生变化，这种变化称为恒星的自行。

    天恒星之中，包括那些肉眼看不见的很暗的恒星在内，自行最快的是巴纳德星，达到每年1031角秒（1角秒是圆周上1度的3600分之一）。一般的恒星，自行要小得多，绝大多数小于1角秒。

    恒星自行的大小并不能反映恒星真实运动速度的大小。同样的运动速度，距离远就看上去很慢，而距离近则看上去很快。因为巴纳德星离开我们很近，不到6光年，所以真实的运动速度不过88k/s。

    恒星的自行只反映了恒星在垂直于我们视线方向的运动，称为切向速度。恒星在沿我们视线方向也在运动，这一运动速度称为视向速度。巴纳德星的视向速度是108k/s（负的视向速度表示向我们接近，而正的视向速度表示离我们而去）。

    恒星在空间的有的速度，应是切向速度和视向速度的合成速度，对于巴纳德星，它的速度为139k/s。

    上述恒星的空间运动，由三个部分组成。第一是恒星绕银河系中心的圆周运动，这是银河系自转的反映。第二是太阳参与银河系自转运动的反映。在扣除这两种运动的反映之后，才真正是恒星本身的运动，称为恒星的本动。

    船底座η是已知质量最大的恒星之一，约为太阳的100–150倍，所以其寿命很短，最多祇有四百万年。依据对圆拱星团（a

    chescste

    ）的研究，认为在宇宙应该有质量是太阳150倍的大质量恒星存在，但在实际上却未能寻获。虽然这个极限的原因仍不清楚，但爱丁顿光度给了部分答案，因为它定义了恒星在不抛出外层大气层下所能发射至空间的最大光度。

    在大爆炸后最早诞生的那一批恒星质量必然很大，或许能达到太阳的300倍甚至更大，由于在它们的成分中完没有比锂更重的元素，这一代超大质量的恒星应该已经灭绝，第三星族星暂时只存在于理论中。

    剑鱼座aba的伴星剑鱼座abc，质量只有木星的93倍，是已知质量最小，但核心仍能进行核聚变的恒星。金属量与太阳相似的恒星，理论上仍能进行核聚变反应的最低质量估计质量大约是木星质量的75倍。

    当金属量很低时，依目前对最暗淡恒星的研究，发现尺寸最小的恒星质量似乎只有太阳的83，或是木星质量的87倍。再小的恒星就是介乎于恒星与气体巨星之间的灰色地带，没有明确定义的褐矮星。

    结合恒星的半径和质量可以确定恒星表面的引力，巨星表面的引力比主序星低了许多，而相较于简并下的状态，像是白矮星，表面引力则更为强大。表面引力也会影响恒星的光谱，越高的引力所造成吸收谱线的变宽越明显。

    早在2010年英国谢菲尔德大学科学家发现了迄今质量最大的恒星rbsp; 136a1，它在形成初期质量或可达太阳质量的320倍，亮度接近太阳的1000万倍，表面温度超过4万9千摄氏度。

    恒星分类是依据光谱和光度进行的二元分类。在通俗的简化的分类中，前者可由恒星的颜分，后者则大致分为“巨星”和“矮星”，比如太阳是一颗“黄矮星”，常见的名称还有“蓝巨星”和“红巨星”等。

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