如果恒星都是气体球,那我们为什么要把它们画成尖的物体?
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我一直在向我五岁的孩子和她的一群朋友解释,天空中的星星实际上是由大量的氢气和氦气组成的球体,它们由核聚变提供能量 。我认为我是个有趣的妈妈,孩子们都喜欢我,当我开始谈论压力平衡时,有些孩子走神了,但有个女孩问我:如果星星是球,那它们为什么会有点呢?
星星符号是无处不在的,这种符号被许多文化和在不同的情况下使用 。最常见的是,符号中的星星都被画出了点 。公元前3100年的埃及圣坛,以及同时期美索不达米亚的石碑和花瓶上,都画有五角星 。它们经常出现在毕达哥拉斯(又名毕得哥拉斯)追随者之间的字母中,作为他们群体的象征 。在整个历史中,六角星和七角星也被用作宗教的象征(如大卫之星)或爱国主义的象征(如切罗基族的印章或美国的大印章) 。
图解 : 在大麦哲伦云的一个恒星形成区 。
每个人的眼睛都是独一无二的,这就意味着没有两个人看星星的方式是一样的 。现在,星星可以是名望(如好莱坞星光大道)、经验(例如将军军衔)或品质(例如五星级酒店)的象征 。它们会出现在我们的圣诞树上,出现在国旗上,或者公司的标志上 。但是为什么我们画的星星都是尖的,即使它们真的是圆的,而且是天空中的对称球体?
图解:假色影像的太阳,它是最接近地球的G型主序星 。
因为恒星是一个巨大的气体球,比我们的行星大得多,由于衍射,恒星看起来很尖锐,我们可能会认为,从我们在地球上的有利位置来看,恒星在天空中看起来像是平圆盘 。事实上,这是我们看到太阳的方式 。(有一点要注意:除非你戴了特殊的眼睛保护装置,否则请不要直视太阳 。)
图解:这张图中的蓝色恒星是所谓的蓝掉队星,它们是出现在赫罗图上的左上角 。
因为太空是太过广阔,所以所有恒星之间的距离都太远了,我们的眼睛无法分辨它们 。换句话说,我们看到的恒星更像是光点,而不是更大的圆盘 。但这些点通常都有一定的结构 。下次你出去看夜空的时候,好好看看上面的星星,你会发现它们看起来更像是有小尖峰的光点 。如果你只看星星的侧面(把星星放在你的外围视觉里)或者眯着眼睛看,你能更好地看到这些尖峰 。你也可以通过眯着眼睛看路灯,甚至是家里的灯,仔细观察这些尖峰 。
图解:反射星云NGC 1999是被猎户座V380(位于中心)照亮的,这颗变星的质量大约是3.5太阳质量 。源自NASA影像
产生这些尖峰的原因是衍射现象 。为了更好地理解衍射,我们首先必须记住,光有时像粒子(称为光子),有时又像波 。这种像是分裂的人格被称为光之波粒二象性 。衍射是最明显的例子之一,就是光表现得像波 。当一束光线穿过狭窄的开口,或者绕过尖锐的边缘时,这束光就会衍射,或者扩散成一种图案,这种图案叫做什么呢?是的,你猜对了,叫做衍射图案 。
相关知识延伸阅读
恒星是一种天体,由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体,太阳就是最接近地球的恒星 。在地球的夜晚可以看见的其他恒星,几乎全都在银河系内,但由于距离非常遥远,这些恒星看似只是固定的发光点 。历史上,那些比较显着的恒星被组成一个个的星座和星群,而最亮的恒星都有专有的传统名称 。天文学家组合成的恒星目录,提供了许多不同恒星命名的标准 。
图解:包括太阳(中心)在内一系列恒星的赫罗图例子 。
恒星会在核心进行重元素的核反应,从恒星的内部将能量向外传输,经过漫长的路径,然后从表面辐射到外层空间 。一旦核心的核反应殆尽,恒星的生命就即将结束 。恒星的核心终其一生都在进行核合成,在生命的尽头,恒星也会包含简并物质 。天文学家经由观测其在空间中的运动、亮度和光谱,确知一颗恒星的质量、年龄、金属量(化学元素的丰度),和许多其它属性 。一颗恒星的总质量是恒星演化和决定最终命运的主要因素:恒星在其一生中,包括直径、温度和其它特征,在生命的不同阶段都会变化,而恒星周围的环境会影响其自转和运动 。描绘众多恒星的温度相对于亮度的图,即赫罗图(H-R图),可以让我们测量一颗恒星的年龄和演化的状态 。
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