恒星的运动和特点
在很长的一段时间内人们认为恒星是不动的。所以,千百年来,我们仍能辨认出它们的星座图形。
但是,据现代学者考证,中国早在公元8世纪初的张遂就对天文学很有研究,他把自己测量的恒星位置与汉代星图比较,发现恒星有位移。著名英国天文学家哈雷在1000年后,比较古代记载的恒星位置时,发现恒星的位置有明显的变化。哈雷在1717年用自己观测到的南天星表,对比1000多年前的托勒密星表,得出结论:恒星是在移动的。
观测表明,恒星是运动的。科学家们进一步证实所有的恒星都在运动。它们有的向东,有的向西,有的远离太阳,有的接近太阳。恒星的空间运动速度分2个分量:视向速度Vr和切向速度Vt。前者在人们视线方向,后者在与视线方向垂直的方向。恒星在切面方向的运动表现为在天球上位移,就是所谓的自转。
奥地利物理学家多普勒在1842年提出了“多普勒效应”。主要内容是,当声源和听者间发生相对运动时,声音会随着运动方向的不同发生变化,声源接近时声音的频率会变高,声音就变尖了;远离时声音的频率减小,声音就变钝。
天文学家根据物理学中的多普勒效应来判定恒星的运动。1848年,法国物理学家菲佐根据多普勒效应提出了移动光源的光谱特性:光谱线向红端移动,简称“红移”,代表光源在远离;而光谱线向紫端移动简称“紫移”,代表光源在靠近。20年后,天文学家运用先进的测量仪器发现,许多恒星的同一条谱线的位置并不相同,是因为它们在运动。
英国天文学家哈金斯1868年首先测出天狼星在远离我们。美国天文学家基勒在1890年测出大角星在接近我们时的速度是6千米/秒,现在更正为5千米/秒。通过观测恒星的自转可以求得恒星的切向速度。
太阳是颗普通的恒星,体积中等大小,愈靠近中心温度愈高。表面温度约6000开,到了日核处,温度则在1500万~2000万开以上。我们能观测到的90%的恒星都和太阳差不多,我们将这类恒星称为“主序星”。
英国天文学家威廉·赫歇耳在1783年对当时几颗有自转的恒星运动进行测定时,发现它们有一致的倾向。他认为这是太阳在空间运动的表现,并指出太阳的运动有目标性,目标是武仙座。天文学家进行大量的观测后,指出太阳运动的目标是在天琴座,而天琴座在武仙座旁边。在赫歇耳当年确定的位置的附近,太阳运动速度约为20千米/秒。
知识档案
公元前130年 尼西亚的喜帕恰斯发明了用星等来衡量恒星亮度的方法。
1718年 埃德蒙·哈雷注意到公元前129年喜帕恰斯所记录的恒星发生了迁移,从而发现了恒星的固有运动性。
1814年 夫琅和费用分光镜对太阳光分析后发现,太阳的光谱被许多条暗条吸收线穿过。
1868年 哈金斯利用多普勒效应发现了天狼星以47千米/秒的速度远离太阳。
我们所说的恒星的温度是指恒星的表面温度。恒星的温度各不相同,尽管大部分的恒星和太阳差不多。有的高达几万度,有的表面温度只有2500开左右。质量比太阳小的恒星表面温度要比太阳小,质量比太阳大的恒星表面温度要比太阳高,可达10000~20000开。最高的恒星的表面温度可以达到80000开。
在恒星的世界中,恒星一般是成双成对出现的,很少有像太阳这样单个的恒星。把天文望远镜对准星空,可看到许多彼此靠得很近的恒星,这就是双星。有的恒星之间还存在吸引力,经过仔细观察,在双星中,可看出有的恒星在围绕另一颗恒星运行,故称为“物理双星”。还有一种光学双星,看上去很靠近,其实相距遥远。
双星的质量通过观测和研究,可以很容易推算出来,单个恒星的质量却很不容易求出。根据双星的运动情况,利用牛顿万有引力定律、开普勒定律可以求出双星的质量,然后通过对比的方法估算出单个恒星的质量。
通常把三四颗以上直到一二十颗星聚集在一起的叫做聚星。原来我们一直认为半人马座a星离我们很近,后来发现它是三合星,比邻星是其中距离地球最近的一颗恒星。
恒星在太空的分布除了单个恒星、各种双星和聚星外,还有一种奇特的现象,就是它们喜欢“群居”。星团就是许多聚集在一起的恒星集团。