破译星光"密码"——天文学家怎样揭开宇宙的奥秘(一)

晴朗无月的夜晚，在远离城市灯光的田野上，满天星斗闪烁着微弱、姣小的光芒。它们都是十分遥远的恒星，天文学家们现在已经能知道它们的化学组成、表面温度、光度、密度、质量、大小、磁场强度等各种信息。那么他们是通过什么方法知道的呢？原来，恒星通过它们发出的光在不断向我们传递，并倾诉着自己身世的“密码”，关键的问题是人们怎样去破译这些“密码”。     

宇宙中恒星数目在逐渐减少

现在，恒星形成速度比60亿年前的天体“诞生高峰”期间要慢30倍，现在有很多很多的恒星在“熄灭”。问题在于，恒星“熄灭”时不可能重新变成气体尘埃团(通常新星由气体尘埃团形成)，它们最后变成为各种类型的矮星，以及中子星、黑洞等。     

利用宇宙射线

宇宙中的许多射线，如Y射线、X射线，大部是在距地球极其遥远的星体上产生的，它们不远万里，跨过漫长的距离，才来到我们的地球。我们知道，电磁波虽然具有粒子性和波动性，但其本质还是粒子。当组成射线的粒子产生后，它们往往不能在宇宙空间按理想状态传播。它们所跨过的巨大空间中的一些因素，如途中恒星发出的带电粒子、宇宙中密度不同的尘埃、行星系统以其特有的结构运行……都会通过诸如万有引力、微观粒子碰撞等方式，对射线粒子流施加作用。这样，这些射线粒子就像一个个“微型磁带”，“携带”自己一路的“见闻”，汇聚成巨大的信息流。由于这些粒子数量惊人，我们完全可以从这些射线中提取有用的东西。     

宇宙中的老人国与小人国

宇宙中有“老人国”也有“小人国”，你知道吗？老人国椭圆星系就是太空中的“老人国”。椭圆星系因它的形状呈圆形或椭圆形而得名。科学家观测表明，椭圆星系中没有什么气体，也找不到年轻的恒星。这是因为椭圆星系中的所有恒星都是在过去遥远的年代里同时诞生的，这使得星系中的气体早已被消耗殆尽了，所以在以后漫长的岁月里，这个星系再也不能造出新的恒星。老的恒星个个都成为老寿星了。许多椭圆星系都非常巨大。“室女座Ａ”就是一个拥有两千亿颗恒星的椭圆星系。“室女座Ａ”星系中发生过异常剧烈的大爆发。年老使得它像一个脾气暴躁…     

你知道吗?

·答案见下期·1.恒星是永“恒”不动的吗?2.为什么我们看到的流星的颜色时时不同?2.太阳是一颗变星吗?为什么?4.什么是“近日点”,你知道吗?5.“内行星”是什么?6.上弦时,月球与太阳那个先通过子午线?7 全天共有多少颗一等星?怎样分配在天空的各部?8.太阳再能够放射多少时候的光和热?9.恒星和行星都是发光的天体,它们照耀的原因是相同的吗?10.假如我们在地球的“极”上面,怎样可以确定呢?     

如雪花般飘飞的恒星群

躲藏在浓浓的尘埃中的新生恒星被发现了!科学家利用美国宇航局的太空望远镜,发现一系列新生恒星点缀在宇宙尘埃组成的星云中,它们好像宇宙天空中纷纷飘扬的雪花,只不过这“雪花”的颜色是红色的。整体的形状看起来又好似灯光闪亮的圣诞树丛。这些新诞生的恒星又叫“原恒星”,它们出生大概才10万年,目前这些原恒星正在从自己诞生的位置缓慢离开。随着时间的流逝,恒星的漂流运动会破坏众多恒星组成的圣诞树丛形状,雪花图案也将消失。如雪花般飘飞的恒星群     

星座的出没

晚上,我们看到的许多星星,除了几个行星之外,都是相互保持着一定的位置关系,在几百年的长时期中,几乎没有什么变动的。因此,古代的天文家称这些星星为“恒星”。恒星的相互位置虽然绝少变化,但是对我们地球上的观察者讲来,却有着位置的变化。只要多注意注意天上的星象,不难发现这许多星星和太阳月亮一样,也是东升西没的。恒星的东升西没,是步伐一致的;它们在自东向西的移动过程中,总是保持着它们原有的形状,并不走样。古代,人们以为这些恒星都是嵌在一个大球殼上面的,他们认为恒星的东升西没是球殼庄绕着地球转的结果。这种看法是完全错误的。现在我们知道,恒星所以会绕着地球东升西没,是地球在自西向东旋转的结果。地球一昼夜自转一周,所以恒星的东升西没也是以一昼夜为周期的,我们称这种恒星的移转为“周     

“夫妻恒星”——宇宙中的双星系统

你知道吗?就像在人类社会里,大多数人都会组成家庭,恒星在宇宙中也往往以“夫妻”的面目出现,像太阳这样的单身贵族——单颗恒星,其实是恒星演化中的异类!这些像“夫妻”一样的双星系统,在宇宙这个“社会”中也有自己的悲欢离合,不过,他们之间的“交流”活动常常伴随着血雨腥风     

“热木屋”大气层中含有水蒸气的可信证据

天文学家已经探测到了超过200颗绕太阳以外的恒星运转的行星，它们当中很多都是“热木星”，即绕其恒星近距离运转的巨大的太阳系外行星。但尽管理论工作者预测这种行星的大气中含有丰富的水，但这方面的证据迄今为止却都是模棱两可的。     

星空的奥秘

仰望星空,我们会产生无限遐想,我们到底知道它们多少秘密呢？ 我们肉眼能看到的星星都是恒星吗？ 除了水星、金星、火星、木星和土星这5个行星,以及难得一见的彗星以外,满天星星都是能自身会发光的恒星。     

揭秘宇宙的"黑暗面"

正美国天文学家卡尔·萨根曾说:“我们是由恒星物质组成的。”意思是说,无论是恒星,还是地球、月亮,亦或是一个人、一条狗,都是由同样的物质组成的,如碳、氢、氧……但近几十年来,天文学家认为,宇宙中并非仅仅存在“恒星物质”,还有一些东西似乎在用一种出乎意料的方式影响星系运动,它们构成了“宇宙的黑暗面”,被称为暗物质和暗能量。由于无法直接看见,     

天体的起源与演化

自古以来,人类对於天体就一直进行着不断的观测和研究,逐渐地对天体的各种现象作出了精密的记录。随着这些观测材料的累积,人们对於天体的了解也就一步步地深入了。在一、二百年前,人们仅知道天上有太阳、月亮等少数能动的行星,绝大多数‘不能动’的恒星,还有些星团和银河等等。现在我们却已经明确地知道,天空中可以看见的绝大部分的恒星,和照跃着我们地球的太阳一样,都是自己能够发光的球状气体。我们并且知道,恒星在空间并不是不动的,它们的运动速度少则每秒几十公里,多则每秒几百公里。而银河基本上就是由千千万万个恒星组成的大     

微引力透镜和大质量致密天体的搜寻

人们早就知道,天空中那点点繁星实际上是大大小小如太阳那样的发光天体。后来人们又发现,这众多的恒星并非均匀地散布在宇宙空间中。它们构成了各式各样由大量恒星形成的一个个星系。我们所在的太阳系就处在一个大约包含有1000亿颗恒星所组成的银河系内。宇宙中还存在相当数量的由几百个到上千个星系形成的星系团。星系和星系团中除恒星外还有各种状态下的气体物质存在。这类气体也会发射出各种不同波长的电磁波。天文学家通过对这     

最小的星

白矮星是很小的星,它们由“退化”物质构成,即由脱落了轨道电子的原子构成,因此,它们具有极大的密度和极高的温度,现在人们认为这是在衰变中的星。这种星现已知道的约有500颗,其中400多颗是美国明尼苏达大学天文系洛伊顿教授近二十年来发现的。洛伊顿教授最近发现了一颗新的白矮星,它位于金牛星座,这是目前能看得见的恒星中的最小一颗。它的半径约     

取自天体的金钥匙

广袤宇宙中有着数不清的星系、星云、恒星、行星、彗星、小行星和宇宙尘等,有着数不清用密码书写的秘密档案,人们要想阅读那上面记录的档案材料,就得获取开启其密码锁的“钥匙”。毫无疑问,寻找这些“钥匙”得依靠人类掌握的知识和拥有的智慧。     

不是恒星，也不是行星

天文学家们已经比较充分地了解了恒星和行星的秘密,但对于即不是恒星也不是行星的介于这两者之间的天体,他们觉得太陌生了,但理论上又必然存在,我们的太空中有这样的星吗?这类天体因为质量和体积都显得太小了,不能以恒星视之;但如果归为行星,那又显得太大了。这是些难以捉摸的天体,然而它们的存在——要是它们真的存在的话——对天文学理论是非常重要的。我们了解得最清楚的恒星是我们的太阳,我们也知道最大的行星是木星。太阳的质量约为木星质量的1000倍,也就是说,一般在恒星和行星之间有一个1000倍左右跨度的质量差别。太阳拥有如此大的质…     

动态

NATURE杂志内容精选一颗太阳系外行星的红外光谱能够探测到一颗太阳系外的行星本身就是一件了不起的事情,但现在这种了不起的事情已经被做了超过200次了,现在天文学家正在研究能够实际上对它们进行观测的方法。在已知的太阳系外行星中,14颗从地球上来看在它们的母恒星面前有“凌日”现象。对它们来说,光谱观测可以探寻它们大气层的自然状态,而且理论上,将我们所看到的这样一颗行星在其恒星“后面”时的光谱从它在“前面”时我们所看到的光谱中减去,剩下的应当是这样一颗太阳系外行星的实际光谱。现在,     

宇宙中心是黑洞

黑洞无疑是一个神秘而又可怕的东西,我们知道其中的一些黑洞是由一些恒星演变而来的。其中,一些黑洞是由超新星爆炸产生的,它在爆炸时有一些物质会被抛出去,而一些物质会急剧收缩形成黑洞。那么,抛出的物质元素由于比较重,像氧和碳什么的,它们会构成新的恒星以及行星。     

给恒星“加热”的行星

按照传统的天理论，在一个恒星系统之中，都是恒星向所属行星输送光和热，正如太阳和地球一样，地球上的光和热绝大部分都是由太阳供应的。然而，最近，一些科学家宣称，他们在观测中发现了太阳系外一颗给恒星“加热”的行星。     

球状星团：大爆炸理论的见证？

夜望星空，用肉眼在恒星星座中也能看一些不是恒星的天体；在小望远镜中就更多，呈模糊状。有的是气体星云，有的是恒星集团；恒星数目不超过10的集团称为聚星，其中最少的只有两个恒星，就称为双星。星数超过10并具有物理联系的集团称为星团；其中在望远镜中能够看出是分散的，称为疏散星团；由于它们在银河系内，又称为银河星团。另一种是由