为什么天上的星星有的亮有的暗

满天星斗,明暗悬殊。有的星光灿烂,有的却依稀难辨。恒星的亮和暗,与什么有关呢?

几颗恒星的相对大小:(左起)参宿七、参宿五、太阳、大陵五、毕宿五

肉眼看到的恒星明暗程度称为亮度,亮度的大小与恒星辐射的能量及恒星的距离相关。恒星单位时间辐射的总能量就是恒星的发光强度,简称光度,它与恒星的表面积成正比,也与恒星表面温度的4次方成正比。不同恒星的光度相差极大。已知光度最大的恒星,可达太阳光度的100万倍;而光度最小的恒星,只及太阳光度的百万分之一。在天文学中,光度小的恒星称为矮星,光度大的恒星称为巨星,光度特别大的恒星,则称为超巨星。

恒星的亮度不仅与恒星辐射的能量相关,也与恒星同观测者距离的平方成反比,因此恒星的距离对亮度的影响更大。比如天鹅座α(中国古代称为天津四)远在1740光年以外,是一颗蓝超巨星,光度为太阳的85 000倍;而距离太阳最近(4.22光年)的比邻星是一颗红矮星,光度不到太阳的二万分之一。两者相比,光度相差约20亿倍!但是,它们到太阳的距离相差近400倍,因而从地球上看,它们的亮度只相差1万倍左右。

为了比较恒星的真实发光能力,天文学家用绝对星等来表示恒星的光度。也就是说,把不同的恒星放在同一个距离处进行比较。这就像赛跑那样,要站在同一条起跑线上。恒星的这条“起跑线”就定义在离观测者10秒差距(32.6光年)远的地方。在这个距离上所观测到亮度用绝对星等来表示。而我们在地球上实际看到的恒星的星等,则称为视星等。套用一句俗语“人不可貌相”,对于恒星世界来说就是“星不可貌相”了。一颗恒星看上去亮(星等数值小),发出的光不一定强,只有绝对星等数值小,它发出的光才真的强。

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