恒星世界中的巨人和侏儒

恒星世界中的巨人和侏儒

恒星的距离相差很大，它们的实际亮度相差更悬殊。那么，它们的体积又是怎样一种情况呢？我们来看看。
　　
　　恒星距离我们都非常遥远，用什么办法能够测出它们的大小呢？测量远处物体的大小，可以利用三角学的方法，即测出物体对观测者的张角和距离后，就可以计算出它们的大小。但是，除太阳以外，所有恒星我们都不可能看到它们的圆面。它们对地球上的观测者所张开的角度实在是太微小了，小到根本无法用三角方法测定它们的角径。天文学家利用光的干涉原理制成的干涉仪来测定某些恒星的角径，然后再测出恒星的距离，这样就可以算出它们的大小了。这种办法也只能测定离我们较近的恒星。

　　还有那些更遥远的恒星，我们怎样知道它们的大小呢？原来，天文学家是用天文和物理方法计算出来的。一颗恒星，温度越高，体积越大，离我们越近，看起来就会越亮。天文学家经过多年的观测和研究，已经掌握了恒星的亮度、距离、大小和温度这四者之间的准确关系。因此，只要用其他方法得到了恒星的亮度、温度和距离，就很容易算出它的大小了。

　恒星的大小相差很大，有的是巨人，有的是侏儒。地球的直径大约13000千米。太阳的直径是地球的109倍。巨星是恒星世界中个头最大的，它们的直径要比太阳大几十到几百倍。超巨星就更大了。红超巨星心宿二（即天蝎座 ）的直径是太阳的600倍。红超巨星参宿四（即猎户座 ）的直径是太阳的900倍，假如它处在太阳的位置上，那么它的大小几乎快把地球包进去了。它们还不算最大的，仙王座VV是一对双星，它的主星A的直径是太阳的1600倍；HR237，直径为太阳的1800倍。还有一颗叫柱一的双星，其伴星比主星还大，直径大约是太阳的2000~3000倍。这些巨星和超巨星都是恒星世界中的巨人。

图1 巨星和矮星的大小比较图

　在恒星世界当中，太阳的大小属中等，比太阳小的恒星也有很多。其中最突出的属白矮星和中子星了。白矮星的直径只有几千千米，和地球差不多。而中子星的直径则只有20千米。它们则是恒星世界中的侏儒了。我们知道，体积和半径的立方成正比。柱一的体积就要比太阳大90多亿倍。而中子星的体积就要比太阳小几百万亿倍。由此可见，巨人与侏儒的差别有多么悬殊。

　　恒星的体积相差巨大，而它们的质量却差别不算太大。我们还以太阳质量作标准，其质量为两千亿亿亿吨。大多数恒星的质量在太阳质量的0.5到5倍之间。质量最大的恒星，其质量能比太阳大几十倍。质量最小的恒星，其质量也有太阳质量的几十分之一。

　　为什么恒星的体积相差悬殊，它们的质量却差别不大呢？原因就在于它们的密度不同。地球的密度是水的5.5倍。太阳的平均密度则只有水的1.41倍。作为恒星世界中的巨人红超巨星，它们的体积比太阳大几百万、几万万倍，而质量却只比太阳大几十倍，它们的平均密度仅仅为水的百万、千万甚至万万分之一。其稀薄程度可想而知。在恒星世界，密度大得惊人的要数中子星和白矮星了。因此它们的体积小得出奇，质量却和太阳不相上下。