2015年8月4日

恆星演化之星口普查

作者/金若蘭(美國加州大學洛杉磯分校大氣科學研究所碩士,畢業後擔任北一女中地球科學教師多年)

為什麼我們會這麼喜歡分類呢?原因很簡單,因為這個世界太複雜,而人類的頭腦相較太過簡單,要用這麼有限的腦容量去理解複雜的事物,所以需要先進行分類來簡化。這樣的頭腦所發展出的科學研究,當然也處處可見分類。像是大家在中小學時就學過的生物分類「界、門、綱、目、科、屬、種」,又例如我們會將地球上的岩石分為「火成岩」、「沉積岩」以及「變質岩」。各種分類在剛開始時,都是先根據人類可以觀察到的特性作為分類的依據,這種類似的研究方法在天文研究上也同樣採用,那麼遙遠的星星有哪些特性是我們可以觀察或觀測到的呢?

因為星星實在太遙遠,以目前的人類飛行器來說,沒有一顆是我們已經到達的。但是,雖然我們無法到達那顆星星,星光卻會自動到我們這裡來讓我們測量,所以就先來看看這些自動報到的星光裡有沒有一些線索吧!

答案就藏在光裡
來自遙遠恆星的光中所透露出的一個最直接的特性,就是恆星的亮度。

只是我們其實無法直接斷定一顆看起來黯淡的星星,是因為它本身的發光能力(簡稱「光度」,或以「絕對亮度」表示)弱,或者只因為它離我們比較遠所以才顯得黯淡。不過,我們可以先避開這個問題,例如先找位在同一個星團裡的星星來做分類。因為位在同一星團裡的恆星,可以假設它們離我們的距離大致類似,因此可以除掉距離的影響因素。這樣就能把在地球上測到這些恆星看起來的相對明亮程度,當作是他們光度的相對大小。

除了亮度外,那麼恆星還有哪些可以測量的特性呢?溫度?大小?

關於溫度,同樣因為我們無法到達恆星附近,因此不可能直接測量它們的溫度,但是就在天文學家仔細的分析到達地球的星光後,賓果!他們發現原來每顆恆星所發出的光線都藏有不同的「指紋」,也就是不同的光譜型式。後來發現原來恆星光譜的不同型式跟它們的溫度有關,所以我們可以根據星光的光譜推得其表面溫度。......【更多內容請閱讀科學月刊第548期】

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