星星闪烁之谜

夜空中闪烁不止的繁星令人着迷。你可能疑惑:“为什么星星会闪烁?”当你凝神注视某颗闪烁不止的星星,你可能发现它安详地闪耀着。这些光线闪烁变幻,是由你的眼睛、星光以及地球大气层之间的相互作用造成的。

地球大气层中的温度和密度随高度而变化。差异化的温度和密度导致大气中的空气流动变化多端,俗称“风”。当星光穿透地球大气层时,它必须穿过这些在风的作用下不断运动的大气,天文学家通常称之为湍流。

我们经常认为我们看到的星光是直线传播的,但事实并非如此。相反,星光在穿过大气层时被折射或散射到不同的方向。当星光向地球移动时,它会因大气扰动而弯曲。这种光线的散射或扩散会导致恒星的亮度发生变化,从而使我们看到该恒星“闪烁”。

大气的影响导致我们看到星星不断闪烁。值得注意的是,星星本身并不是在闪烁。只是由于光线的弯曲和散射,让你产生了它在闪烁的错觉。如果某一天有大风或高温状况,那么星星会比平静夜晚闪烁得更为剧烈。

恒星通常比太阳系内的行星闪烁得更明显,而行星通常不闪烁。这是因为恒星比太阳系内的行星离地球更远,因此到达地球的星光较少,从而更容易受到大气湍流的影响。

如果你能够进行一次太空之旅,成为一名宇航员,那么你就会看到所有星星都在稳定地发光。因为太空中没有大气扰动,因此在地球大气层之外观察到的星星是不会闪烁的。

之所以我们发射到太空的望远镜比地球上的望远镜更适合拍摄恒星,正是因为太空中的望远镜不必穿越瞬息万变的大气层来拍照。对于地面上的望远镜,科学家们使用激光和其他设备来补偿恒星的闪烁,从而获得更清晰的遥远恒星图像。

在地球上,星星似乎在向我们眨眼睛,因为地球的大气层充满着不断变化的风、温度和密度。当来自遥远恒星的光穿过我们混乱的大气层时,光就会散开并弯曲。当星光到达我们的眼睛时,这种弯曲和散射就是我们看到星星闪烁的原因。

相关知识

恒星是一种由重力束缚的等离子体发光球体组成的天体。太阳是我们离地球最近的恒星。许多其他的恒星在夜间从地球上肉眼可见,由于它们与地球的浩瀚距离,在天空中出现了许多固定的发光点。历史上,最著名的恒星被分类为星座和星团,其中最明亮的恒星得到了独特的名称。天文学家已经编制了已知恒星的目录来识别和提供标准化的恒星名称。据估计在宇宙中的约六万亿分之一颗(3×10^23)恒星中,包括银河系以外的所有恒星,大多数都无法为地球上的肉眼所见。

图解:大麦哲伦云的一个恒星形成区。

恒星在其生命周期的一部分时间里发光,这是因为它们的核心中的氢通过热核聚变成氦,释放出的能量穿过恒星内部并辐射到外层空间。在恒星的生命周期中,除氦以外几乎所有自然发生的元素都是由恒星的核合成产生的,而对于某些恒星来说,这些元素是在超新星爆炸中由超新星的核合成产生的。

图解:假色影像中的太阳,它是最接近地球的G型主序星。

在恒星生命即将结束时,它还可以包含退化物质。天文学家可以通过观察恒星在空间、亮度以及光谱中的运动来确定恒星的质量、年龄、金属丰度(化学成分)和其他许多特性。恒星的总质量是决定其演化和最终命运的主要因素。恒星的其他特征,包括直径和温度,在其生命周期中发生变化,而恒星的环境会影响其旋转和运动。许多恒星的温度与光度的关系图产生了赫罗图(H-R图)。在这张图上绘制一颗特定的恒星,可以确定它的年龄和演化状态。

参考资料

1. 维基百科

修改后的内容:

2. 天文学术语

3. 词典由 Spacedictionary 提供

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