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科学家怎么知道遥远恒星的质量和体积?

时间:2019-03-13 10:20:08 浏览量:
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恒星是由引力凝聚在一起的球型发光等离子体。晴朗无月的夜晚,且无光污染的地区,一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星,借助于望远镜,则可以看到几十万乃至几百万颗以上。估计银河系中的恒星大约有1500-4000亿颗,我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。那么,科学家是怎么计算所观测到的遥远恒星的质量和体积的呢?

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首先,我们说说,科学家们如何计算恒星的质量

要计算恒星的质量,最直接的方式,就是先直接测定双星的质量。双星中主伴二星均绕其质量中心作椭圆运动,通过测量它们的运动周期和轨道半径,应用意大利天文学家开普勒命名的开普勒第三定律,就可以算出双星主伴二星的质量了。

开普勒第三定律也叫行星运动定律。开普勒第三定律的常见表述是:绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其各自椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。开普勒定律是一个普适定律,适用于一切二体问题。开普勒定律不仅适用于太阳系,他对具有中心天体的引力系统(如行星-卫星系统)和双星系统都成立。

首先,我们说说,科学家们如何计算恒星的质量科学家怎么知道遥远恒星的质量和体积?

天文学家在测量了许多恒星质量后又发现了一条规律:恒星质量越大,光度也越强(这称作质光关系)。根据这种关系,天文学家就可以近似定出单个恒星(变星除外)的质量了。

恒星质量和绝对光度之间的一个重要关系,最早为哈姆所提出的,并在1919年由赫茨普龙通过观测资料证实。1924年爱丁顿从理论上导出绝对光度为L的恒星与其质量M有L=kM 3.5的简单关系,其中k为常数。质光关系不仅提供了一个估计恒星质量的重要方法,而且为研究恒星内部结构和建立各种理论模型提出了一个判据。除物理性质特殊的巨星、白矮星和某些致密天体外,占恒星总数90%的主序星都符合质光关系。

迄今为止,人们以这种巧妙的办法,已测定出大多数恒星的质量约在100~102个太阳质量之间。

那么,科学家们又是如何计算恒星的体积的

测恒星的体积其实就是测定恒星的半径,测定恒星的半径可以通过测定恒星的表面积还完成。为什么要这样绕两个圈子呢?因为最后一个量,就是表面积,测量起来远远比前面两个简单。

恒星辐射的能量和表面积成正比,和温度的四次方成正比。恒星的视亮度可以通过观测到的,在于距离做一下修正就可以得到绝对亮度。温度可以通过测定恒星的光谱得到,随后通过简单的数学计算就可以得到恒星的表面积了。知道表面积就可以很容易的推算出体积。

科学家们又是如何计算恒星的体积的科学家怎么知道遥远恒星的质量和体积?

如果直接测量半径呢?倒还说得过去,知道距离,拿个望远镜看看视角就可以了。但是除了太阳以外的恒星距离我们太远,即使最先进的望远镜看到是一个点。这个在目前的观测条件下也是不可行的。

以上是我对问题“科学家怎么知道遥远恒星的质量和体积?”的回答,欢迎大家在评论中与我交流讨论。

编辑:时雨
关键词: 恒星
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