第五章　　　太陽(yáng)和太陽(yáng)系

光輝燦爛的太陽(yáng)給人以偉大莊嚴(yán)的形象,，它對(duì)我們?nèi)祟?lèi)太重要了！即使把其它所有恒星加在一起，其重要性也比不上太陽(yáng),。正因?yàn)槿绱?，無(wú)論中外，古代沒(méi)有一個(gè)民族不把太陽(yáng)當(dāng)作神靈來(lái)祀奉的,。太陽(yáng)和九大行星,、小行星、衛(wèi)星,、彗星,、流星體等共同組成熱鬧非凡的太陽(yáng)系大家族。讓我們來(lái)領(lǐng)略太陽(yáng)和太陽(yáng)系的風(fēng)采吧,！

第一節(jié)　　太陽(yáng)

太陽(yáng)基本物理參數(shù)

半徑:　　　　　696295千米

質(zhì)量:　　　　　1.989×10³⁰千克

溫度:　　　　　5800℃(表面)　　1560萬(wàn)℃(核心)

總輻射功率:　　3.83×10²⁶焦耳/秒

平均密度:　　　1.409克/立方厘米

日地平均距離:　1億5千萬(wàn)千米

年齡:　　　　　約50億年

對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),，光輝的太陽(yáng)無(wú)疑是宇宙中最重要的天體。萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng),，沒(méi)有太陽(yáng),，地球上就不可能有姿態(tài)萬(wàn)千的生命現(xiàn)象,，當(dāng)然也不會(huì)孕育出作為智能生物的人類(lèi),。太陽(yáng)給人們以光明和溫暖，它帶來(lái)了日夜和季節(jié)的輪回,，左右著地球冷暖的變化,，為地球生命提供了各種形式的能源。

在人類(lèi)歷史上,，太陽(yáng)一直是許多人頂禮膜拜的對(duì)象,。中華民族的先民把自己的祖先炎帝尊為太陽(yáng)神。而在古希臘神話(huà)中,，太陽(yáng)神則是宙斯(萬(wàn)神之王)的兒子,。

太陽(yáng)，這個(gè)既令人生畏又受人崇敬的星球,，它究竟由什么物質(zhì)所組成,，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？

其實(shí),，太陽(yáng)只是一顆非常普通的恒星,，在廣袤浩瀚的繁星世界里，太陽(yáng)的亮度,、大小和物質(zhì)密度都處于中等水平,。只是因?yàn)樗x地球最近，所以看上去是天空中最大最亮的天體,。其它恒星離我們都非常遙遠(yuǎn),，即使是最近的恒星，也比太陽(yáng)遠(yuǎn)27萬(wàn)倍，看上去只是一個(gè)閃爍的光點(diǎn),。

組成太陽(yáng)的物質(zhì)大多是些普通的氣體,，其中氫約占71％, 氦約占27％, 其它元素占2％。太陽(yáng)從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū),、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū),、太陽(yáng)大氣。太陽(yáng)的大氣層,，像地球的大氣層一樣,，可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個(gè)圈層，即光球,、色球和日冕三層,。我們平常看到的太陽(yáng)表面,，是太陽(yáng)大氣的最底層,，溫度約是6000攝氏度。它是不透明的,，因此我們不能直接看見(jiàn)太陽(yáng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu),。 但是，天文學(xué)家根據(jù)物理理論和對(duì)太陽(yáng)表面各種現(xiàn)象的研究,，建立了太陽(yáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的模型,。這一模型也已經(jīng)被對(duì)于其他恒星的研究所證實(shí)，至少在大的方面,，是可信的,。

太陽(yáng)的核心區(qū)域雖然很小，半徑只是太陽(yáng)半徑的1/4,，但卻是太陽(yáng)那巨大能量的真正源頭,。太陽(yáng)核心的溫度極高，達(dá)1500萬(wàn)℃,，壓力也極大,，使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生，從而釋放出極大的能量,。這些能量再通過(guò)輻射層和對(duì)流層中物質(zhì)的傳遞,，才得以傳送到達(dá)太陽(yáng)光球的底部，并通過(guò)光球向外輻射出去,。

太陽(yáng)光球就是我們平常所看到的太陽(yáng)圓面,，通常所說(shuō)的太陽(yáng)半徑也是指光球的半徑。光球的表面是氣態(tài)的,，其平均密度只有水的幾億分之一,，但由于它的厚度達(dá)500千米，所以光球是不透明的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒?dòng),，用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),，很象一顆顆米粒，稱(chēng)之為米粒組織,。它們極不穩(wěn)定,，一般持續(xù)時(shí)間僅為5～10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300～400℃,。目前認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對(duì)流造成的現(xiàn)象,。

光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽(yáng)黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u,，大多呈現(xiàn)近橢圓形,，在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000℃左右,，倘若能把黑子單獨(dú)取出,，一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿(mǎn)月的光芒。日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化,，這種變化反映了太陽(yáng)輻射能量的變化,。太陽(yáng)黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象，平均活動(dòng)周期為11.2年,。

緊貼光球以上的一層大氣稱(chēng)為色球?qū)?，平時(shí)不易被觀測(cè)到,，過(guò)去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到,。當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間，人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩,，那就是色球,。色球?qū)雍窦s8000千米,它的化學(xué)組成與光球基本上相同，但色球?qū)觾?nèi)的物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多,。日常生活中,，離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低，而太陽(yáng)大氣的情況卻截然相反,，光球頂部接近色球處的溫度差不多是4300℃,，到了色球頂部溫度竟高達(dá)幾萬(wàn)度，再往上,，到了日冕區(qū)溫度陡然升至上百萬(wàn)度,。人們對(duì)這種反常增溫現(xiàn)象感到疑惑不解，至今也沒(méi)有找到確切的原因,。

在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰,，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動(dòng)現(xiàn)象，一次完整的日珥過(guò)程一般為幾十分鐘,。同時(shí),，日珥的形狀也可說(shuō)是千姿百態(tài)，有的如浮云煙霧,，有的似飛瀑?lài)娙?，有的好似一彎拱橋，也有的酷似團(tuán)團(tuán)草叢,，真是不勝枚舉,。天文學(xué)家根據(jù)形態(tài)變化規(guī)模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧?kù)o日珥、活動(dòng)日珥和爆發(fā)日珥三大類(lèi),。最為壯觀的要屬爆發(fā)日珥,，本來(lái)寧?kù)o或活動(dòng)的日珥，有時(shí)會(huì)突然“怒火沖天”,，把氣體物質(zhì)拼命往上拋射,，然后回轉(zhuǎn)著返回太陽(yáng)表面，形成一個(gè)環(huán)狀,，所以又稱(chēng)環(huán)狀日珥,。

在日全食時(shí)的短暫瞬間，常?？梢钥吹教?yáng)周?chē)私k麗的色球外,，還有一大片白里透藍(lán)，柔和美麗的暈光,，這就是太陽(yáng)大氣的最外層── 日冕,。日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽(yáng)半徑的地方,。日冕里的物質(zhì)更加稀薄,，它還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得熱電離氣體粒子連續(xù)地從太陽(yáng)向外流出而形成太陽(yáng)風(fēng),。

太陽(yáng)看起來(lái)很平靜,，實(shí)際上無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生劇烈的活動(dòng)。太陽(yáng)表面和大氣層中的活動(dòng)現(xiàn)象,，諸如太陽(yáng)黑子,、耀斑和日冕物質(zhì)噴發(fā)等，會(huì)使太陽(yáng)風(fēng)大大增強(qiáng),，造成許多地球物理現(xiàn)象──例如極光增多,、大氣電離層和地磁的變化。太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的增強(qiáng)還會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無(wú)線(xiàn)電通訊及航天設(shè)備的正常工作,，使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害,，地面電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂,，甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅。因此,，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度,，適時(shí)作出"空間氣象"預(yù)報(bào)，越來(lái)越顯得重要,。

在銀河系內(nèi)一千多億顆恒星中,，太陽(yáng)只是普通的一員，它位于銀河系的對(duì)稱(chēng)平面附近,，距離銀河系中心約26000光年,，在銀道面以北約26光年, 它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn)，另一方面又相對(duì)于周?chē)阈且悦棵?9.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng),。

第二節(jié)　　行星,、衛(wèi)星和行星環(huán)

人類(lèi)經(jīng)過(guò)千百年的探索，到16世紀(jì)哥白尼建立日心說(shuō)后才普遍認(rèn)識(shí)到：地球是繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星之一,，而包括地球在內(nèi)的九大行星則構(gòu)成了一個(gè)圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的行星系──太陽(yáng)系的主要成員,。行星本身一般不發(fā)光，以表面反射太陽(yáng)光而發(fā)亮,。 在主要由恒星組成的天空背景上,，行星有明顯的相對(duì)移動(dòng)。離太陽(yáng)最近的行星是水星,，以下依次是金星,、地球、火星,、木星,、土星、天王星,、海王星和冥王星,。從行星起源于不同形態(tài)的物質(zhì)出發(fā)，可以把九大行星分為三類(lèi)：類(lèi)地行星(包括水,、金、地,、火),、巨行星(木、土)及遠(yuǎn)日行星(天王,、海王,、冥王)。行星環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為公轉(zhuǎn),，行星公轉(zhuǎn)的軌道具有共面性,、同向性和近圓性三大特點(diǎn),。所謂共面性，是指九大行星的公轉(zhuǎn)軌道面幾乎在同一平面上,；同向性,，是指它們朝同一方向繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)；而近圓性是指它們的軌道和圓相當(dāng)接近,。

在一些行星的周?chē)?，存在圍繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)的物質(zhì)環(huán)，由大量小塊物體(如巖石,，冰塊等)構(gòu)成,，因反射太陽(yáng)光而發(fā)亮，稱(chēng)為行星環(huán),。20世紀(jì)70年代之前,，人們一直以為唯獨(dú)土星有光環(huán)，以后相繼發(fā)現(xiàn)天王星和木星也有光環(huán),，這為研究太陽(yáng)系起源和演化提供了新的信息,。

衛(wèi)星是圍繞行星運(yùn)行的天體，月亮就是地球的衛(wèi)星,。衛(wèi)星反射太陽(yáng)光,，但除了月球以外，其它衛(wèi)星的反射光都非常微弱,。衛(wèi)星在大小和質(zhì)量方面相差懸殊,，它們的運(yùn)動(dòng)特性也很不一致。太陽(yáng)系中,，除了水星和金星以外,，其它的行星各自都有數(shù)目不等的衛(wèi)星。

在火星與木星之間分布著數(shù)十萬(wàn)顆大小不等,、形狀各異的小行星,，沿著橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，這個(gè)區(qū)域稱(chēng)之為小行星帶,。此外,，太陽(yáng)系中還有數(shù)量眾多的彗星，至于飄浮在行星際空間的流星體就更是無(wú)法計(jì)數(shù)了,。

盡管太陽(yáng)系內(nèi)天體品種很多,，但它們都無(wú)法和太陽(yáng)相比。太陽(yáng)是太陽(yáng)系光和能量的源泉,。也是太陽(yáng)系中最龐大的天體,，其半徑差不多是地球半徑的109倍，或者說(shuō)是地月距離的1.8倍,。太陽(yáng)的質(zhì)量比地球大33萬(wàn)倍,，占到太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.8％,，是整個(gè)太陽(yáng)系的質(zhì)量中心，它以自己強(qiáng)大的引力將太陽(yáng)系里的所有天體牢牢控制在其周?chē)?，使它們不離不散,，井然有序地繞自己旋轉(zhuǎn)。同時(shí),，太陽(yáng)又作為一顆普通的恒星,，帶領(lǐng)它的成員，萬(wàn)古不息地繞銀河系的中心運(yùn)動(dòng),。

第三節(jié)　　小行星

在太陽(yáng)系中,，除了九大行星以外，在紅色的火星和巨大的木星軌道之間,，還有成千上萬(wàn)顆肉眼看不見(jiàn)的小天體,，沿著橢圓軌道不停地圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。與九大行星相比,，它們好像微不足道的碎石頭,。這些小天體就是太陽(yáng)系中的小行星。

大多數(shù)小行星的體積都很小,，是些形狀不規(guī)則的石塊,。最早發(fā)現(xiàn)的“谷神星”、“智神星”,、“婚神星”和“灶神星”是小行星中最大的四顆,。其中“谷神星”直徑約為1000千米，位居老大,，老四“婚神星”直徑約200千米,。除去這“四大金剛”外，其余的小行星就更小了,，最小的直徑還不足1千米,。

自從1801年發(fā)現(xiàn)第一顆小行星，到20世紀(jì)90年代末,已登記在冊(cè)和編了號(hào)的小行星已超過(guò)8000顆,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，小行星的總數(shù)當(dāng)在50萬(wàn)顆左右。它們中的絕大多數(shù)分布在火星和木星軌道之間,，與太陽(yáng)的距離約2.06－3.65的天文單位,。這部分區(qū)域被稱(chēng)為小行星帶。

至于小行星帶形成的原因,，迄今還沒(méi)有公認(rèn)的定論。有一種叫“爆炸說(shuō)”的理論認(rèn)為：小行星帶內(nèi)原先有一顆與地球,、火星不相上下的大行星,，后來(lái)由于某種現(xiàn)在尚不清楚的原因,，這顆大行星發(fā)生了爆炸，炸裂的碎片就成了現(xiàn)在的小行星,。此外,，還有所謂的碰撞說(shuō)等等。這些假說(shuō)都從某些方面假說(shuō)了小行星的起源,，但又都存在許多問(wèn)題難以自圓其說(shuō)?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的天文學(xué)家認(rèn)為,，小行星記載著太陽(yáng)系行星形成初期的信息,，小行星的起源是太陽(yáng)系起源問(wèn)題中不可分割的一環(huán)。

                        第四節(jié)　　彗星

 彗星可算是夜空中最為引人注目的一種天體,。在那井然有序的星空里,，彗星好像是位形象怪異的不速之客，拖著一條掃帚那樣長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,，在繁星點(diǎn)綴的天幕上緩步挪移,。

彗星是太陽(yáng)系大家庭里的一族特殊成員，它們的軌道通常是很扁的橢圓,。也有些彗星的軌道甚至是拋物線(xiàn)或雙曲線(xiàn),，它們或許原本就不是太陽(yáng)系的成員，而只是宇宙中的匆匆過(guò)客,，在途經(jīng)太陽(yáng)附近之后,，便遠(yuǎn)遁深空，一去不復(fù)返,。而那些運(yùn)行在橢圓軌道上的彗星,，則每隔一段時(shí)間定期回到太陽(yáng)身邊，稱(chēng)之為周期彗星,。

彗星的與眾不同之處在于它的大小和形態(tài)是隨其離太陽(yáng)的距離而變化的,不象其它天體那樣有著固定的大小,。遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí),彗星看上去只是一個(gè)朦朧的星狀亮斑(稱(chēng)為彗頭)。彗頭由中心部分較亮的彗核和外圍的云霧狀包層─ 彗發(fā)組成,。隨著與太陽(yáng)的距離越來(lái)越近,，彗頭的形狀也在逐漸改變,彗發(fā)變得越來(lái)越大，越來(lái)越亮,。當(dāng)彗星來(lái)到火星軌道附近時(shí),，由于受到更強(qiáng)的太陽(yáng)輻射,從彗核蒸發(fā)出的物質(zhì)逾加增多,這些蒸發(fā)物在太陽(yáng)的輻射壓力和太陽(yáng)風(fēng)的作用之下,被"吹"向背著太陽(yáng)的方向，形成著名的"彗尾"現(xiàn)象,。彗星越走近太陽(yáng),彗尾就越長(zhǎng),。過(guò)了近日點(diǎn)后,彗星漸漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)，其形態(tài)的改變則與接近太陽(yáng)時(shí)相反,。

盡管彗星在接近太陽(yáng)時(shí)體積變得十分巨大,，有的彗尾最長(zhǎng)可達(dá)2億多千米,，但是它們 的質(zhì)量卻非常小，大彗星的質(zhì)量一般也只及地球質(zhì)量的幾十萬(wàn)分之一,。彗星的質(zhì)量主要集中在彗核部分,，彗發(fā)和彗尾的質(zhì)量只占彗星全部質(zhì)量的百分之一到百分之五，甚至更小,，因?yàn)榻M成彗發(fā)和彗尾的物質(zhì)極為稀薄,。至于彗核，人們推斷認(rèn)為它是由凝結(jié)成冰的水加上干冰（二氧化碳）,、氨和塵埃微?；祀s而成，科學(xué)家形象地把它比喻作"臟雪球",。1985年底哈雷彗星回歸時(shí),，曾有5個(gè)航天探測(cè)器飛抵彗星鄰近探測(cè)，首次拍到了彗核的照片,。結(jié)果表明"臟雪球"的理論基本上是正確的,，只是實(shí)際組成要比原來(lái)想象的復(fù)雜得多。

在歷史上,，由于彗星形狀怪異,，行蹤不定，人們常把它的出現(xiàn)看成是某種不祥之兆,，往往把彗星的出現(xiàn)和人間的戰(zhàn)爭(zhēng),、饑荒等災(zāi)難聯(lián)系到一起。隨著科學(xué)的進(jìn)步,，人們才逐漸認(rèn)識(shí)到,，彗星的出現(xiàn)其實(shí)是一種極普通的自然現(xiàn)象，并且可以通過(guò)計(jì)算作出準(zhǔn)確的預(yù)言,。

光臨太陽(yáng)的眾多彗星中知名度最高的,，也是第一顆被算出正確軌道并按預(yù)言準(zhǔn)時(shí)回歸的彗星便是哈雷彗星，它每隔76年左右就會(huì)回歸地球一次,。哈雷彗星在我國(guó)歷史上有過(guò)十分豐富的記錄,，從春秋戰(zhàn)國(guó)直到清末的二千多年間，它的每次回歸,，我國(guó)史書(shū)中都有記載,。據(jù)<春秋>記載：魯文公14年(公元前613年)“秋七月，有星孛入于北斗”,。這是世界上關(guān)于哈雷彗星的最早記錄,。1910年5月哈雷彗星回歸，當(dāng)它從太陽(yáng)和地球之間通過(guò)時(shí)，離地球只有2400千米,，而它長(zhǎng)長(zhǎng)的彗尾足有2億千米,。當(dāng)彗尾掃過(guò)地球時(shí),，曾有許多人驚惶失措,，以為世界末日將臨，而實(shí)際地球上并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何特殊現(xiàn)象,。

哈雷彗星最近一次回歸是在1985年底和1986年初,，下一次回歸要到2061年左右，眼下十來(lái)歲的讀者,，屆時(shí)還有機(jī)會(huì)再次見(jiàn)到它的蹤影,。

本世紀(jì)又一次引人矚目的彗星現(xiàn)象是發(fā)生于1994年7月17日至22日的“蘇梅克－列維9號(hào)”彗星撞擊木星事件。早在事件發(fā)生的一年前就觀測(cè)到了這顆彗星并預(yù)言了撞擊時(shí)間,，隨后哈勃空間望遠(yuǎn)鏡又發(fā)現(xiàn)這顆彗星分裂形成首尾相距16萬(wàn)千米的22塊碎片,。為了準(zhǔn)備好這次觀測(cè)，天文學(xué)家動(dòng)用了包括可見(jiàn)光,、紅外,、紫外和射電等各種觀測(cè)手段，有 的還遠(yuǎn)赴南非,、澳州和南極洲組織觀測(cè),。中國(guó)科學(xué)院北京天文臺(tái)2.16米口徑天文望遠(yuǎn)鏡、上海天文臺(tái)1.56米口徑和云南天文臺(tái)的1米口徑天文望遠(yuǎn)鏡也都積極投入了觀測(cè),。

正如預(yù)測(cè)一樣,，撞擊事件準(zhǔn)時(shí)發(fā)生。在歷時(shí)5天的過(guò)程中,，彗星碎片以約每秒60千米的高速陸續(xù)撞上木星,，其時(shí)木星上空霹靂轟鳴，出現(xiàn)劇烈的爆炸和閃光,。撞擊還在木星大氣中留下了醒目的黑斑,，撞擊過(guò)程中釋放的總能量相當(dāng)于幾十萬(wàn)億噸黃色炸藥的爆炸威力。這是一次太陽(yáng)系內(nèi)天體間十分罕見(jiàn)的撞擊事件,，它為人類(lèi)了解太陽(yáng)系內(nèi)天體間的撞擊現(xiàn)象提供了寶貴的資料,。

第五節(jié)　　流星和隕星

在晴朗的夜空里，有時(shí)會(huì)看見(jiàn)一道明亮的閃光劃破天幕,，飛流而逝,，這就是人們常見(jiàn)的流星現(xiàn)象。在太陽(yáng)系的廣袤空間中,，布滿(mǎn)了無(wú)數(shù)的塵埃般的小天體－流星體,，當(dāng)它們以高速闖入地球大氣后，與大氣產(chǎn)生摩擦，形成灼熱發(fā)光現(xiàn)象,，稱(chēng)作"流星",。由于流星體一般很小，大多數(shù)流星在大氣高層中都燒毀氣化了,；也有少數(shù)大流星,，在大氣中沒(méi)燃燒盡，落到地面的殘骸就稱(chēng)為“隕星”,，也叫“隕石”,。

通常情況下，流星好像夜空中的“散兵游勇”,，完全隨機(jī)地出現(xiàn)于各個(gè)方位,。除了這種“偶發(fā)”流星外，還有一類(lèi)常常成群出現(xiàn)的流星群,，它們有十分明顯的規(guī)律性,，出現(xiàn)在大致固定的日期、同樣的天區(qū)范圍,，所以又叫周期流星,。流星群是一群軌道大致相同的流星體，當(dāng)沖入地球大氣時(shí),，成為十分美麗壯觀的流星雨,。當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)，成千上萬(wàn)的流星宛如節(jié)日禮花一般從天空中某一點(diǎn)附近迸發(fā)出來(lái),，這一點(diǎn)就叫做輻射點(diǎn),，通常把輻射點(diǎn)所在的星座名作為該流星群的名字。例如1833年11月的獅子座流星雨,，那是歷史上最為壯觀的一次大流星雨,，每小時(shí)下落的流星數(shù)達(dá)35000之多。中國(guó)在公元前687年曾記錄到天琴座流星雨,，“夜中星隕如雨”,，這是世界上最早的關(guān)于流星雨的記載。

原始質(zhì)量較大的流星掉落地面成為隕星,，隕星的大小不一,，成分各異。有鐵隕石,，石隕星,，還有玻璃質(zhì)隕星及隕冰。隕石的來(lái)源可能是小行星,、衛(wèi)星或彗星分裂后的碎塊,，因此隕石中攜帶了這些天體的原始材料,，包含著太陽(yáng)系天體形成演化的豐富信息。目前,，全世界已搜集到了3000多次隕落事件的標(biāo)本,，其中著名的有中國(guó)吉林隕石、納米比亞戈巴大隕鐵,、美國(guó)諾頓隕石等,。

地球上有許多隕星坑，它們是隕星撞擊的產(chǎn)物,。然而由于地球地區(qū)的風(fēng)化作用,，絕大多數(shù)早已被破壞得無(wú)法辨認(rèn)了，現(xiàn)在尚能確證的還有150多個(gè),。其中最著名的要數(shù)座落在美國(guó)亞利桑那州北部荒漠中的一

個(gè)大隕石坑。它直徑有1245米,，深達(dá)172米,，在坑里人們已搜集到好幾噸隕鐵碎片。據(jù)推算,，這是約2萬(wàn)年前一塊重10多萬(wàn)噸的鐵質(zhì)隕星墜落所造成的坑洞,。

另外，1908年在西伯利亞發(fā)生的一次驚心動(dòng)魄的大爆炸,，也有人歸之為天外一顆巨型隕星的"杰作",。那次爆炸聲震千里，摧毀了方圓60千米的森林,，沖天而起的蘑菇云升騰至20千米的高度,，其威力之大，令人瞠目,。然而,，事后在爆炸現(xiàn)場(chǎng)并未找到隕石碎片，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大隕石坑,。據(jù)此,，有人認(rèn)為很可能這是一顆彗星闖入了地球大氣，由于彗核主要由冰塊組成,，因此這就意味著是一次罕見(jiàn)的特大隕冰事件：一塊特大彗核碎片以高速?zèng)_入大氣,，它對(duì)空氣的巨大沖擊作用導(dǎo)致了驚天動(dòng)地的大爆炸。

第六節(jié)　　太陽(yáng)系起源和演化

太陽(yáng)亙古不變還是有始有終,？它的來(lái)龍去脈究竟如何,？

實(shí)際上，任何天體都和人一樣,，要經(jīng)歷出生,、成長(zhǎng),、死亡的過(guò)程，這就是天體的演化過(guò)程,。人類(lèi)生長(zhǎng)在地球上,，生命本身依賴(lài)于太陽(yáng)系的存在，因此我們?nèi)祟?lèi)更加關(guān)心賴(lài)以生存的這個(gè)空間系統(tǒng)是怎樣形成的,，又將在什么時(shí)候,、如何最終消逝。

根據(jù)天體物理學(xué)的恒星演化理論,，產(chǎn)生了關(guān)于太陽(yáng)形成的現(xiàn)代星云學(xué)說(shuō),。星云假說(shuō)的主要觀點(diǎn)是：宇宙空間存在著許多巨大的星際云，大約在46億年前,，在銀河系的盤(pán)狀的體系中,，離開(kāi)中心大約25億億千米的地方，存在著一個(gè)大小約等于現(xiàn)在太陽(yáng)直徑500萬(wàn)倍的云團(tuán),。這個(gè)云團(tuán)的成分主要是氫分子,，同時(shí)含有少量的氦分子和由其他元素構(gòu)成的塵埃。這個(gè)云團(tuán)因?yàn)閬?lái)自?xún)?nèi)部物質(zhì)的引力作用,，開(kāi)始迅速收縮,，就如一幢高樓大廈在頃刻之間坍塌。在大約40多萬(wàn)年之后,，在云團(tuán)中心形成了一個(gè)高溫,、高壓、高密度的氣體球,，并在其核心觸發(fā)了由四個(gè)氫原子核聚變成一個(gè)氦原子核的反應(yīng),，釋放出大量的熱和光。它就是太陽(yáng),。

在太陽(yáng)形成以后不久,，殘存在太陽(yáng)周?chē)囊恍怏w和塵埃，形成了圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的行星和諸多小行星和彗星等其他太陽(yáng)系天體,，其中包括了我們的地球和月亮,。

那么，太陽(yáng)會(huì)不會(huì)死亡呢,？太陽(yáng)是大自然的創(chuàng)造,，既有生，也有滅,，但那是再過(guò)50多億年以后的事,。太陽(yáng)的壽命約有100億年，現(xiàn)在正是它的"壯年"時(shí)期,。

太陽(yáng)通過(guò)熱核聚變,，靠燃燒集中于它核心處的大量氫氣而發(fā)光,，平均每秒鐘要消耗掉600萬(wàn)噸氫氣。就這樣再燃燒50億年以后,，太陽(yáng)將耗盡它的氫氣儲(chǔ)備,，然后核區(qū)收縮，核反應(yīng)將擴(kuò)展發(fā)生到外部,，那時(shí)它的溫度可高達(dá)1億多度,，導(dǎo)致氦聚變的發(fā)生。以后太陽(yáng)會(huì)極度膨脹,，進(jìn)入所謂"紅巨星"階段,，它的光亮度將增至如今的100倍，并把靠它最近的行星如水星,、金星吞噬掉,，地球也會(huì)被“烤焦”，生命將無(wú)法繼續(xù)生存,。隨著時(shí)間的推移,，太陽(yáng)會(huì)越來(lái)越快地耗盡它的全部核能燃料，步入風(fēng)燭殘年,，隨之塌縮成一顆黯淡的白矮星。在這種白矮星上,，一塊火柴盒大小的物質(zhì)就可達(dá)1噸左右,。白矮星沒(méi)有核反應(yīng)，它是恒星核反應(yīng)結(jié)束以后留下的殘骸,，依靠收縮自己的體積來(lái)繼續(xù)輻射出微弱的能量,，最后，太陽(yáng)將成為一個(gè)無(wú)光無(wú)熱的“褐矮星”,，消逝在茫茫的宇宙深處,，結(jié)束它輝煌而平凡的一生。

當(dāng)太陽(yáng)消亡之時(shí),，地球早已經(jīng)不復(fù)存在,，那么人類(lèi)怎么辦呢？其實(shí)這完全不必?fù)?dān)心,。人類(lèi)的文明史不過(guò)才5000年左右,，科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)達(dá)到了現(xiàn)在這個(gè)地步。50億年是5000年的100萬(wàn)倍,，誰(shuí)能想象那時(shí)的人類(lèi)科學(xué)技術(shù)水平會(huì)發(fā)展到何種程度呢,？也許到那時(shí)，進(jìn)化了的人類(lèi)通過(guò)星際航行,，業(yè)已在遙遠(yuǎn)的銀河系的另一處建起了自己美好的新家園,。誰(shuí)又能說(shuō)這是不可能的事呢,？

第七節(jié)　　探索第十大行星

當(dāng)哥白尼提出日心說(shuō)的時(shí)候，土星是太陽(yáng)系的邊界,，后來(lái),，隨著天王星、海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),，太陽(yáng)系行星的邊界一次次向外延伸,。那么，冥王星之外是否還可能存在太陽(yáng)系的第十顆大行星,？為此,，天文學(xué)家做了十分艱苦的搜尋和計(jì)算工作。

冥王星的發(fā)現(xiàn)者天文學(xué)家湯博,，曾經(jīng)花費(fèi)了14年的時(shí)間,，用發(fā)現(xiàn)冥王星的方法尋找冥外行星。但是仍然一無(wú)所獲,。1950年,，有人在計(jì)算一顆遙遠(yuǎn)彗星的軌道時(shí)，認(rèn)為在冥王星之外應(yīng)當(dāng)存在一顆大行星,，并計(jì)算了該行星與太陽(yáng)的距離是77天文單位,。然而，天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡搜索了好幾年,，也沒(méi)有找到這顆預(yù)想中的大行星的蹤影,。

另外，人們也曾懷疑在水星軌道以?xún)?nèi)存在繞太陽(yáng)運(yùn)行的所謂“水內(nèi)行星”,。但是,，“水內(nèi)行星”即使存在，也會(huì)由于離太陽(yáng)太近而很難觀測(cè),，迄今為止也沒(méi)有任何發(fā)現(xiàn),。

太陽(yáng)系家族中究竟有沒(méi)有第十顆大行星，目前還是一個(gè)待解之謎,。

第六章　　恒星和銀河系

在天文學(xué)家眼里,，小小地球太微不足道了，夜幕上閃閃發(fā)光的千萬(wàn)億顆恒星,，才是宇宙中真正的“公民”,。恒星是什么？為什么它們有明有暗,，色彩斑斕,？正是這些永不滿(mǎn)足的好奇心理，激發(fā)人們深入到恒星世界和銀河系中去,，而在這方面的深入研究,，推動(dòng)了整個(gè)科學(xué)的大發(fā)展,。

第一節(jié)　　恒星

肉眼看到的天上的星星，全天有6000多顆,，除了太陽(yáng)系內(nèi)的五大行星和流星,、彗星之外，都是恒星,。它們之所以被稱(chēng)為“恒星”,，是由于它們相互之間的相對(duì)位置，在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),，用肉眼看不到有什么改變,。其實(shí)，它們也都在運(yùn)動(dòng),，只是由于離開(kāi)我們非常非常遙遠(yuǎn),，用肉眼覺(jué)察不到就是了。除了哪些已經(jīng)死亡的恒星,，恒星都是氣體球,，沒(méi)有固態(tài)的表面，氣體依靠自身的引力,，聚集成球體,。恒星區(qū)別于行星的一個(gè)最重要的性質(zhì)是它們像太陽(yáng)一樣自己依靠核反應(yīng)產(chǎn)生能量，而在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地發(fā)光,。太陽(yáng)也是一顆恒星,。其他的恒星，也是因?yàn)殡x開(kāi)我們非常非常遙遠(yuǎn),，看上去才只是一個(gè)閃爍的亮點(diǎn)。除了太陽(yáng)以外,，離開(kāi)我們最近的恒星,，與太陽(yáng)相比，距離也要遠(yuǎn)27萬(wàn)倍,。

星等

恒星的亮度差別很大,。事實(shí)上，絕大多數(shù)恒星,，由于太暗,，我們的肉眼看不到。僅僅 在我們的銀河系中,，就有多達(dá)以千億計(jì)的恒星,。為了表示恒星的亮度，在公元前2世紀(jì),，希臘天文學(xué)家依巴谷就把肉眼能見(jiàn)的星星分成6個(gè)等級(jí),，最亮的星為1等,，最暗的星為6等。這種星等劃分,，在十九世紀(jì),，在數(shù)學(xué)上被嚴(yán)格化，即確定1等星比6等星亮100倍,。同時(shí),，利用這一數(shù)學(xué)關(guān)系，把比1等星更亮的天體定為0等,、-1等,、……，而把比六等星更暗的天體定為7等,、8等,、……。例如,，太陽(yáng)的星等為 -27等,，滿(mǎn)月時(shí)的月球?yàn)? -13等。現(xiàn)在,，天文學(xué)家用集光能力最大的天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的最暗的天體,，已經(jīng)暗于25等，它們比一支離開(kāi)觀測(cè)者63千米的蠟燭光還暗,。

恒星的距離

恒星的星等相差很大,，這里面固然有恒星本身發(fā)光強(qiáng)弱的原因，但是離開(kāi)我們距離的遠(yuǎn)近也起著顯著的作用,。較近恒星離開(kāi)我們的距離可以用三角方法來(lái)測(cè)量,，在十六世紀(jì)哥白尼公布了他的日心說(shuō)以后，許多天文學(xué)家試圖測(cè)定恒星的距離,，但都由于它們的數(shù)值很小以及當(dāng)時(shí)的觀測(cè)精度不高而沒(méi)有成功,。直到十九世紀(jì)三十年代后半期，才取得成功,。照相術(shù)在天文學(xué)中的應(yīng)用使恒星距離的觀測(cè)方法變得簡(jiǎn)便,，而且精度大大提高。自二十世紀(jì)二十年代以后,，許多天文學(xué)家開(kāi)展這方面的工作,，到二十世紀(jì)九十年代初，已有8000多顆恒星的距離被用照相方法測(cè)定,。在二十世紀(jì)九十年代中期,，依靠“依巴谷”衛(wèi)星進(jìn)行的空間天體測(cè)量獲得成功，在大約三年的時(shí)間里，以非常高的準(zhǔn)確度測(cè)定了10萬(wàn)顆恒星的距離,。

恒星的距離,若用千米表示,數(shù)字實(shí)在太大,為使用方便,通常采用光年作為單位,。1光年是光在一年中通過(guò)的距離。真空中的光速是每秒30萬(wàn)千米,，乘一年的秒數(shù),，得到1光年約等于10萬(wàn)億公里。離開(kāi)我們最近的恒星是半人馬星座的南門(mén)二星,，距離為4.3光年,。

恒星的物理特征

恒星的大小相差較大。以直徑相比,，由太陽(yáng)的幾百甚至一,、二千倍直到不及太陽(yáng)的十分之一。一些死亡的恒星更小,，只有地球般大小,，甚至幾十千米直徑。相對(duì)來(lái)說(shuō),，恒星的質(zhì)量差距要小得多,，由太陽(yáng)質(zhì)量的120倍或更大一些，直到約0.1倍太陽(yáng)質(zhì)量,。由此可知,，大直徑的恒星與小直徑的恒星物質(zhì)平均密度相差很大。

恒星的顏色,，對(duì)于一些較亮的恒星,，很容易分辨，有的偏紅,，有的偏藍(lán),。較暗的恒星顏色差別一樣存在，只是我們的眼睛不易分辨,。恒星不同的顏色,，表明了不同的表面溫度。藍(lán)色的恒星,，表面溫度高，可達(dá)3,、4萬(wàn)攝氏度,，而紅色的恒星，表面溫度要相對(duì)低很多,，只有2,、3千度。

恒星的發(fā)光強(qiáng)度,，稱(chēng)為光度,，也有很大差別,。與太陽(yáng)相比，光度最大的恒星,，可達(dá)太陽(yáng)光度的1百萬(wàn)倍,；而光度最小的恒星，約只有太陽(yáng)光度的1百萬(wàn)分之一,。在天文學(xué)中,，把光度大的恒星，稱(chēng)為巨星,；光度小的恒星,，稱(chēng)為矮星。光度比通常的巨星還要大的恒星,，則稱(chēng)為超巨星,。

這里我們以有名的織女星作為例子。它的星等為0,，距離26光年,，顏色為淡藍(lán)白色，表面溫度約1萬(wàn)攝氏度,，質(zhì)量是太陽(yáng)的3倍多,，半徑是太陽(yáng)的2.6倍，平均密度只有太陽(yáng)的0.19倍,，光度是太陽(yáng)的40倍,。

恒星的運(yùn)動(dòng)

世間萬(wàn)物無(wú)不都在運(yùn)動(dòng)，恒星也一樣,。由于不同恒星運(yùn)動(dòng)的速度和方向不一樣,，它們?cè)谔炜罩邢嗷ブg的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生變化，這種變化稱(chēng)為恒星的自行,。全天恒星之中,，包括那些肉眼看不見(jiàn)的很暗的恒星在內(nèi)，自行最快的是巴納德星,，達(dá)到每年10.31角秒（1角秒是圓周上1度的3600分之一）,。一般的恒星，自行要小得多,，絕大多數(shù)小于1角秒,。

恒星自行的大小并不能反映恒星真是運(yùn)動(dòng)速度的大小。同樣的運(yùn)動(dòng)速度,，距離遠(yuǎn)就看上去很慢,，而距離近則看上去很快。因?yàn)榘图{德星離開(kāi)我們很近，不到6光年（參看恒星的距離）,，所以真實(shí)的運(yùn)動(dòng)速度不過(guò)每秒88千米,。

恒星的自行只反映了恒星在垂直于我們視線(xiàn)方向的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為切向速度,。恒星在沿我們視線(xiàn)方向也在運(yùn)動(dòng),，這一運(yùn)動(dòng)速度稱(chēng)為視向速度。巴納德星的視向速度是每秒 - 108千米,。其中,，負(fù)的視向速度表示向我們接近，而正的視向速度表示離我們而去,。恒星在空間的有的速度,，應(yīng)是切向速度和視向速度的合成速度，對(duì)于巴納德星,，等于每秒139千米,。

上述恒星的空間運(yùn)動(dòng)，由三個(gè)部分組成,。第一是恒星繞銀河系中心的圓周運(yùn)動(dòng),，這是銀河系自轉(zhuǎn)的反映。第二是太陽(yáng)參與銀河系自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的反映,。在扣除這兩種運(yùn)動(dòng)的反映之后,，才真正是恒星本身的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為恒星的本動(dòng),。

死亡的恒星

1844年,，德國(guó)天文學(xué)家貝塞耳在對(duì)全天最亮的恒星天狼星進(jìn)行測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的移動(dòng)路徑是波浪型的,。他推斷天狼星必定有一顆伴星（參看雙星）,。1862年，美國(guó)人克拉克用他自制的當(dāng)時(shí)最大的天文望遠(yuǎn)鏡看到了這顆伴星,。于是,，把原來(lái)的天狼星稱(chēng)為天狼A，而把這顆伴星稱(chēng)為天狼B,。

天狼B的光度（參看恒星的物理特征）只有天狼A的萬(wàn)分之一,，但是表面溫度卻達(dá)到26000 攝氏度。觀測(cè)計(jì)算表明,，它的質(zhì)量跟太陽(yáng)差不多,，體積卻只有地球的一半。因此,，它的平均物質(zhì)密度，達(dá)每立方厘米3.8噸！后來(lái),，就把這種由超密物質(zhì)組成的恒星叫做白矮星,。

白矮星內(nèi)部的核反應(yīng)已經(jīng)停止，所以實(shí)際上是死亡的恒星,。它們?cè)阢y河系內(nèi)并不罕見(jiàn),。由于失去了核反應(yīng)的巨大能量產(chǎn)生的輻射壓力，其中的物質(zhì)在內(nèi)部引力作用下進(jìn)一步收縮,，依靠引力能轉(zhuǎn)化為熱能而繼續(xù)發(fā)光,。在白矮星內(nèi)部的物質(zhì)，原子外層的電子被剝離為自由電子,，原子核之間的距離大為縮小,，所以可以達(dá)到極高的密度。

質(zhì)量比太陽(yáng)更大的恒星,，在死亡后,，物質(zhì)之間的引力更大，其致密的程度,，可使原子中外層的電子和核內(nèi)的質(zhì)子發(fā)生反應(yīng),，變成中子。因?yàn)橹凶硬粠щ姾?，相互之間距離更加縮小,，成為中子星。中子星的直徑只有幾十千米,，其中物質(zhì)的密度可達(dá)每立方厘米1億噸,！

第二節(jié)　　雙星和聚星

雙 星

我們?nèi)绻猛h(yuǎn)鏡觀測(cè)星空，常?？梢钥吹揭恍┖阈莾蓛沙呻p靠在一起,。當(dāng)然，這其中很多只是透視的結(jié)果,，實(shí)際上兩顆星相距很遠(yuǎn),，只是都在一個(gè)視線(xiàn)方向上罷了?？墒?，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，其中占不少比例,，兩顆星之間有力學(xué)上的聯(lián)系,，相互環(huán)繞轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的兩顆恒星,，就稱(chēng)為雙星,。

組成雙星的兩顆恒星都稱(chēng)為雙星的子星,。其中較亮的一顆，稱(chēng)為主星,；較暗的一顆,，稱(chēng)為伴星。主星和伴星亮度有的相差不大,，有的相差很大,。

有許多雙星，相互之間距離很近,，即使用現(xiàn)代最大的望遠(yuǎn)鏡,，也不能把它們的兩顆子星區(qū)分開(kāi)。但是,，天文學(xué)家用分光方法得到的光譜,，可以發(fā)現(xiàn)它們是兩顆恒星組成的。這樣的雙星,，稱(chēng)為分光雙星,。于是，上面說(shuō)的可以用望遠(yuǎn)鏡把兩顆子星分辨開(kāi)來(lái)的雙星,，相應(yīng)地就稱(chēng)為目視雙星,。

有的雙星在相互繞轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生類(lèi)似日食的現(xiàn)象,，從而使這類(lèi)雙星的亮度周期性地變化,。這樣的雙星稱(chēng)為食雙星或食變星。食雙星一般都是分光雙星,。還有的雙星,，不但相互之間距離很近，而且有物質(zhì)從一顆子星流向另一顆子星,，這樣的雙星稱(chēng)為密近雙星,。有的密近雙星，物質(zhì)流動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出X射線(xiàn),，稱(chēng)為X射線(xiàn)雙星,。

在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多,，估計(jì)不少于單星,。研究雙星，不但對(duì)于了解恒星形成和演化過(guò)程的多樣性有重要的意義,，而且對(duì)于了解銀河系的形成和演化,，也是一個(gè)不可缺少的方面。

聚 星

三顆到六,、七顆恒星在引力作用下聚集在一起,，這樣組成的恒星系統(tǒng)稱(chēng)為聚星,。由三顆恒星組成的系統(tǒng)又可稱(chēng)為三合星，四顆恒星組成的系統(tǒng)稱(chēng)為四合星,，如此類(lèi)推,。

大熊星座中的開(kāi)陽(yáng)星，是一顆有名的聚星,。首先，它是一顆肉眼可以分辨開(kāi)的目視雙星,。主星大熊星座 z 星是2等星,；伴星大熊星座80號(hào)星中名輔星，是4等星,，離開(kāi)大熊星座 z 星11角分（1角分是圓周上1度的60分之一）,。多年觀測(cè)表明了這兩顆恒星之間有力學(xué)聯(lián)系。用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)大熊星座 z 星,，可以發(fā)現(xiàn)它本身就是一顆目視雙星,，兩子星相距14角秒（1角秒是1角分的60分之一），主星大熊星座 z 1 星2.4等,，伴星大熊星座 z 2 星4.0等,。大熊星座 z 1 星又是最早被發(fā)現(xiàn)的分光雙星。大熊星座 z 1 星的伴星繞主星轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是20.5天,，離開(kāi)主星的距離只有地球到太陽(yáng)距離的三分之一左右,。后來(lái)，又發(fā)現(xiàn)大熊星座 z 2 星和大熊星座80號(hào)星也都是是分光雙星,。所以,，這顆聚星是六合星。

第三節(jié)　　變星

變 星

有不少恒星,，亮度會(huì)隨時(shí)間變化,，它們被稱(chēng)為變星。

變星光變的原因,，一種是雙星的兩顆子星相互掩食,，稱(chēng)為食變星（即食雙星）。

食變星的一個(gè)最有名的例子是英仙星座的大陵五星,。它的光變?cè)?00多年前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),。它離開(kāi)我們106光年，光變周期等于2.9天,。食變星的光變周期,，也就是伴星繞主星轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道周期。

在更多的情況下,，變星的光變是出于內(nèi)在原因,，稱(chēng)為內(nèi)因變星,。內(nèi)因變星，又可按光變的性質(zhì)分為脈動(dòng)變星和新星,、超新星等,。

脈動(dòng)變星

脈動(dòng)變星使星體程度不同地發(fā)生有節(jié)奏的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的恒星。這種運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單的形式是半徑周期性地增大和縮小,。在半徑變化的同時(shí),，光度、溫度等也隨之發(fā)生變化,。

脈動(dòng)變星有很多類(lèi)型,，最典型的一類(lèi)是造父變星，其代表是仙王星座中的造父一星,。這顆變星的光變周期是5.4天,，最亮?xí)r亮度為3.6等，最暗時(shí)亮度為4.3等,。

新 星

新星是亮度在短時(shí)間內(nèi)（幾小時(shí)至幾天）突然劇增,，然后緩慢減弱的一類(lèi)變星，星等增加的幅度多數(shù)在9等到14等之間,。由于新星在發(fā)亮之前一般都很暗,，甚至用大望遠(yuǎn)鏡也看不到，而一旦發(fā)亮后,，有的用肉眼就能看到,，因此在歷史上被稱(chēng)為“新星”。

實(shí)際上,，新星不是新產(chǎn)生的恒星?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，新星產(chǎn)生在雙星系統(tǒng)中,。這個(gè)雙星系統(tǒng)中的一顆子星是體積很小,、密度很大的矮星（可以認(rèn)為是白矮星），另一顆則是巨星（參看恒星的物理特征和死亡的恒星）,。兩顆子星相距很近,，巨星的物質(zhì)受到白矮星的吸引，向白矮星流去,。這些物質(zhì)的主要成分是氫,。落進(jìn)白矮星的氫使得白矮星“死灰復(fù)燃”，在其外層發(fā)生核反應(yīng)（參看恒星）,，從而使白矮星外層爆發(fā),，成為新星。

新星爆發(fā)以后,，所產(chǎn)生的氣殼被拋出,。氣殼不斷膨脹,，半徑增大，密度減弱,，最后消散在恒星際空間中,。隨著氣殼的膨脹和消散，新星的亮度也就緩慢減弱了下去,。

超新星

超新星是爆發(fā)規(guī)模更大的變星,，亮度的增幅為新星的數(shù)百至數(shù)千倍（相當(dāng)于再增加6至9個(gè)星等），拋出的氣殼速度可超過(guò)1萬(wàn)千米,。超新星是恒星所能經(jīng)歷的規(guī)模最大的災(zāi)難性爆發(fā),。

超新星爆發(fā)的形式有兩種。一種是質(zhì)量與太陽(yáng)差不多的恒星,，是雙星系統(tǒng)的成員，并且是一顆白矮星（參看死亡的恒星）,。這類(lèi)爆發(fā)與新星的差別是核反應(yīng)發(fā)生在核心,，整個(gè)星體炸毀，變成氣體擴(kuò)散到恒星際空間,。

還有一種超新星,，原來(lái)的質(zhì)量比太陽(yáng)大很多倍，不一定是雙星系統(tǒng)成員,。這類(lèi)大質(zhì)量恒星在核反應(yīng)的最后階段會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的爆發(fā),，大部分物質(zhì)成氣殼拋出，但中心附近的物質(zhì)留下來(lái),，變成一顆中子星（參看死亡的恒星）,。

第四節(jié)　　星團(tuán)

星 團(tuán)

星團(tuán)是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束縛的一群恒星，其成員星的空間密度顯著高于周?chē)男菆?chǎng),。星團(tuán)按形態(tài)和成員星的數(shù)量等特征分為兩類(lèi)：疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán),。

星團(tuán)的命名，一般采用相應(yīng)的星表中的號(hào)碼,。最常用的是梅西耶星表,，簡(jiǎn)寫(xiě)為“M”。它只包括了較亮的星團(tuán),。較完全的是“NGC”星表,，有時(shí)還用“IC”星表。這些星表中不僅僅包括星團(tuán),，還有星云和星系,。

球狀星團(tuán)

球狀星團(tuán)呈球星或扁球形，與疏散星團(tuán)相比,，它們是緊密的恒星集團(tuán),。這類(lèi)星團(tuán)包含1萬(wàn)到1000萬(wàn)顆恒星,，成員星的平均質(zhì)量比太陽(yáng)略小。用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè),，在星團(tuán)的中央恒星非常密集,，不能將它們分開(kāi)。

在銀河系中已發(fā)現(xiàn)的球狀星團(tuán)有150多個(gè),。它們?cè)诳臻g上的分布頗為奇特,，其中有三分之一就在人馬星座附近僅占全天空面積百分之幾的范圍內(nèi)。天文學(xué)家最初正是根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象領(lǐng)悟到太陽(yáng)離開(kāi)銀河系中心相當(dāng)遠(yuǎn),，而銀河系的中心就在人馬星座方向,。跟疏散星團(tuán)不同，球狀星團(tuán)并不向銀道面集中,，而是向銀河系中心集中,。它們離開(kāi)銀河系中心的距離極大多數(shù)在6萬(wàn)光年以?xún)?nèi)，只有很少數(shù)分布在更遠(yuǎn)的地方,。球狀星團(tuán)的光度大,，在很遠(yuǎn)的地方也能看到，而且被濃密的星際塵埃云遮掩的可能性不大,，因此未發(fā)現(xiàn)的球狀星團(tuán)數(shù)量大致不超過(guò)100個(gè),，總數(shù)比疏散星團(tuán)少得多。

球狀星團(tuán)的直徑在15至300多光年范圍內(nèi),，成員星平均空間密度比太陽(yáng)附近恒星空間密度約大50倍,，中心密度則大1000倍左右。球狀星團(tuán)中沒(méi)有年輕恒星,，成員星的年齡一般都在100億年以上,，并據(jù)推測(cè)和觀測(cè)結(jié)果，有較多死亡的恒星,。

疏散星團(tuán)

疏散星團(tuán)形態(tài)不規(guī)則,，包含幾十至二、三千顆恒星,，成員星分布得較松散,，用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，容易將成員星一顆顆地分開(kāi),。少數(shù)疏散星團(tuán)用 肉眼就可以看見(jiàn),，如金牛星座中的昴星團(tuán)(M45)和畢星團(tuán)、巨蟹星座中的鬼星團(tuán)（M44）等等,。

在銀河系中已發(fā)現(xiàn)的疏散星團(tuán)有1000多個(gè),。它們高度集中在銀道面的兩旁，離開(kāi)銀道面的距離一般小于600光年左右。大多數(shù)已知道疏散星團(tuán)離開(kāi)太陽(yáng)的距離在1萬(wàn)光年以?xún)?nèi),。更遠(yuǎn)的疏散星團(tuán)無(wú)疑是存在的,，它們或者處于密集的銀河背景中不能辨認(rèn)，或者受到星際塵埃云遮擋無(wú)法看見(jiàn),。據(jù)推測(cè),，銀河系中疏散星團(tuán)的總數(shù)有1萬(wàn)到10萬(wàn)個(gè)。

疏散星團(tuán)的直徑大多數(shù)在3至30多光年范圍內(nèi),。有些疏散星團(tuán)很年輕,，與星云在一起（例如昴星團(tuán)），甚至有的還在形成恒星,。

第五節(jié)　　星際介質(zhì)和星云

星際介質(zhì)又稱(chēng)星際物質(zhì),是指恒星際空間中存在的各種物質(zhì),有種類(lèi)繁多的原子,、分子和塵埃。

星云也屬于星際物質(zhì),。其實(shí)它們也是由這些物質(zhì)組成,，不過(guò)是物質(zhì)密度較大的團(tuán)塊而已。

現(xiàn)已確認(rèn),，恒星就是在一些物質(zhì)密度較大的分子云中產(chǎn)生的,。有些分子云至今還在形成新的恒星。通常,，質(zhì)量非常大而濃密的分子云，會(huì)碎裂成一些較小的團(tuán)塊,。這些團(tuán)塊的大小約等于恒星直徑的幾百萬(wàn)倍,。這個(gè)云團(tuán)因?yàn)閬?lái)自?xún)?nèi)部物質(zhì)的引力作用，開(kāi)始迅速收縮,，就如一幢高樓大廈在頃刻之間坍塌,。在大約幾十萬(wàn)年之后，在云團(tuán)中心形成了一個(gè)高溫,、高壓,、高密度的氣體球，并在其核心觸發(fā)了由四個(gè)氫原子核聚變成一個(gè)氦原子核的反應(yīng),，釋放出大量的熱和光,，成為恒星。

行星狀星云

行星狀星云呈圓形,、扁圓形或環(huán)形,，有些與大行星很相像，因而得名,。這類(lèi)星云與彌漫星云在性質(zhì)上完全不同，它們是如太陽(yáng)差不多質(zhì)量的恒星演化到晚期，核反應(yīng)停止后,，走向死亡時(shí)的產(chǎn)物,。這類(lèi)星云的體積在膨脹之中，最后趨于消散,。在行星狀星云的中央,，都有一顆高溫恒星，稱(chēng)為行星狀星云的中央星,。這是正在演化成白矮星的恒星,。

彌漫星云

彌漫星云是星際介質(zhì)集中在一顆或幾顆亮星周?chē)斐傻牧列窃疲@些亮星都是形成不久的年青恒星,。彌漫星云呈現(xiàn)為不規(guī)則的形狀,，猶如天空中的云彩，但是它們一般都得使用望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到,，很多只有用天體照相機(jī)作長(zhǎng)時(shí)間曝光才能顯示出它們的美貌,。

超新星遺跡

超新星遺跡也是一類(lèi)與彌漫星云性質(zhì)完全不同的星云，它們是超新星爆發(fā)后拋出的氣體形成的,。與行星狀星云一樣,，這類(lèi)星云的體積也在膨脹之中，最后也趨于消散,。

最有名超新星遺跡是金牛星座中的蟹狀星云,。它是由一顆在1054年爆發(fā)的銀河系內(nèi)的超新星留下的遺跡。在這個(gè)星云中央已發(fā)現(xiàn)有一顆中子星,，但中子星體積非常小,，用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不能看到。它是因?yàn)樗忻}沖式的因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)電波輻射而發(fā)現(xiàn)的,，并在理論上確定為中子星,。

暗星云

明亮的彌漫星云之所以明亮，是因?yàn)橛幸活w或幾顆亮星的照耀,。如果氣體塵埃星云附近沒(méi)有亮星,，則星云將是黑暗的，即為暗星云,。

暗星云由于它既不發(fā)光,，也沒(méi)有光供它反射，但是將吸收和散射來(lái)自它后面的光線(xiàn),，因此可以在恒星密集的銀河中以及明亮的彌漫星云的襯托下發(fā)現(xiàn),。

第六節(jié)　　銀河和銀河系

我們?nèi)庋劭匆?jiàn)的所有恒星，以及許許多多因?yàn)樘刀庋劭床灰?jiàn)的恒星,，還包括我們的太陽(yáng)和太陽(yáng)系在內(nèi),，都屬于一個(gè)巨大的恒星系統(tǒng)，即銀河系。銀河系中還包括許多星團(tuán),、星際介質(zhì)和星云,。

不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中,。"我們身處銀河系之中,，能夠看到的是一條橫貫夜空的銀河。這是一條朦朧不清的光帶,，綿延天空一整周,。平均寬度約為20度。銀河是由許多遙遠(yuǎn)的恒星組成的,，表明了銀河系的恒星在這一帶非常密集,。在銀河中還可以看見(jiàn)許多暗帶，說(shuō)明在銀河的方向上有大量的星際介質(zhì)和暗星云存在,。

銀河系的結(jié)構(gòu),、大小和運(yùn)動(dòng)，河外星系的發(fā)現(xiàn),，使得我們可以通過(guò)它們來(lái)認(rèn)識(shí)我們的銀河系,。

現(xiàn)已知道，銀河系的中心有一個(gè)突起的核球,，半徑有一萬(wàn)多光年,，里面的物質(zhì)非常密集，充滿(mǎn)了濃厚的星際介質(zhì)和星云,。銀河系還有一個(gè)扁平的盤(pán),，稱(chēng)為銀盤(pán)。硬盤(pán)中恒星很密集,，還有各種星際介質(zhì)和星云及星團(tuán)。銀盤(pán)的直 徑有10多萬(wàn)光年,，厚度只有幾千光年,。我們看到的銀河，就是銀盤(pán)中遙遠(yuǎn)的恒星密集在一起形成的,。銀盤(pán)一個(gè)非常引人注目的結(jié)構(gòu)是有旋渦狀的旋臂,，因此銀河系屬于旋渦星系。

銀河系除了核球和銀盤(pán)以外,，還有一個(gè)很大的暈,，稱(chēng)為銀暈。銀暈中的恒星很稀少,，還有為數(shù)不多的球狀星團(tuán),。銀暈的半徑可能伸展到30萬(wàn)光年之遠(yuǎn)。

銀河系具有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但不像我們地球這樣整體轉(zhuǎn)動(dòng),。銀河系自轉(zhuǎn)的速度,，起先隨離開(kāi)銀河系中心的距離增大而增大，但達(dá)到幾十萬(wàn)光年后就停止增加,，直到銀暈中很遠(yuǎn)處都大致保持不變,。

太陽(yáng)在銀河系中位于銀盤(pán)之內(nèi)，離開(kāi)銀河系中心約2.6萬(wàn)光年,。太陽(yáng)參加銀河系自轉(zhuǎn)的速度每秒200多千米,。假定銀河系中的恒星質(zhì)量都與太陽(yáng)相同(這并不是事實(shí))，那么可以推算出,，在銀河系中,，大約有1000多億顆恒星。