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“看到”宇宙全靠它!话说恒星① | 观天者说

2019-05-06 18:32 来源:光明网 
2019-05-06 18:32:52来源:光明网作者:责任编辑:蔡琳

  大家好,我是国家天文台邓李才,我的专业是恒星物理。职业生涯中从理论到观测都干过,最近的工作还跟光学天文观测台址的选择有关。我就(和大家来)聊聊恒星的那点事。

  首先,什么是恒星?按专业的定义,以热核反应为主导能源机制的天体叫恒星。天上的恒星大约有80%中心是以氢的热核反应为主要能源,剩下近20%为中心氦热核反应或壳层氢热核反应为主要能源。不属于上述分类的恒星数量极其有限,它们或处于前往上述状态,或处在离开上述过程的不稳定过程中,因为不稳定所以数量稀少。

  我们常说,肉眼看到的星空里几乎全部是恒星,这样的说法非常非常准确,因为例外特别少,仅仅包括有限的几个,如太阳系行星、卫星(月球),星团(人马座球状星团)和星系(仙女座大星系)。

  实际上,在望远镜时代到来的400年间,我们看到最多的天体依然是可以分辨的恒星。直到近一百年内,那些不能分辨其中单个恒星的星系,才越来越多地被我们看到。即便如此,我们看到的这些星系的光也主要来自恒星。

  这里说的“看到”有特定的意义,是指在可见光范围内探测的意思。巧的是,我们的人眼是根据太阳发光照亮了万物而进化出来的。太阳就是一颗普通的恒星。我们所定义的恒星,无论质量大小,无论处于什么状态,其最大的辐射都大致在可见光波段。所以“看到”实际上也体现了天文学中,光学天文观测的重要性。

  现代宇宙学告诉我们,暗能量和暗物质占整个宇宙份额超过95%,剩下的4%里,还有少部分是由恒星贡献的。虽然它们在宇宙物质中占的比例非常微小,但恒星构成了可以被“看到”的宇宙,是天体物理中最为重要的探针!

  从这个意义上讲,对恒星的研究极其重要。恒星物理是整个天体物理的基石。

  对恒星的研究是天体物理最重要的基础,有三个方面的原因:

  第一:由于恒星的数量极多,即使最为稀有的类型都有一定的样本,因此我们可以从统计上去研究具有不同物理属性、处于不同生命状态的恒星。这就是关于“赫罗图”的由来(这点在后续的语音节目中再讲)。

  第二:由于恒星最早被“看到”,天文观测积累最多的数据就是针对恒星的,因此对恒星的研究也最为细致而深入的。

  最后一个原因是理论上的。前面定义的恒星需要加入一个限制,即恒星是具有近完美的球对称性的自引力系统,基于这个球对称性建立了恒星结构和演化理论。这个理论是整个现代天体物理中最为完美的理论体系。关于恒星演化的基本图象,我在后续的语音节目中再和大家讲。欢迎大家跟踪后续节目。

  主讲人简介:邓李才,中国科学院国家天文台研究员,恒星与恒星系统研究团组首席科学家,主要研究领域为恒星物理。

[责任编辑:蔡琳]

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