如何计算恒星的质量
宇宙中几乎所有的东西都有质量 ， 从原子和亚原子粒子(比如大型强子对撞机研究的粒子)到巨大的星系团 。 到目前为止 ， 科学家们所知道的唯一没有质量的东西是光子和胶子 。
质量是很重要的 ， 但是宇宙中的物体太远了 。 我们不能碰它们 ， 当然也不能用传统的方法衡量它们 。 那么 ， 天文学家是如何确定宇宙中物质的质量的呢?星球与质量
假设一颗普通恒星的质量相当大 ， 通常比一颗普通行星大得多 。 为什么要关心它的质量?这些信息很重要 ， 因为它揭示了恒星过去、现在和未来的进化线索 。
文章图片
天文学家使用哈勃太空望远镜发现了9个质量超过太阳质量100倍的恒星
天文学家可以使用几种间接的方法来确定恒星的质量 。 一种被称为引力透镜的方法可以测量由于附近物体的引力而弯曲的光的路径 。 尽管弯曲的程度很小 ， 但仔细的测量可以揭示物体的引力质量 。 典型的恒星质量测量
直到21世纪 ， 天文学家们才利用引力透镜效应来测量恒星的质量 。 在此之前 ， 他们必须依靠绕着一个共同的质心运行的恒星的测量 ， 也就是所谓的双星 。 对天文学家来说 ， 测量双星的质量非常容易 。 事实上 ， 多重星系提供了一个教科书式的计算质量的例子 。
文章图片
天狼星A和天狼星B的哈勃太空望远镜影像 ， 这是一个距离地球8.6光年的双星系统
首先 ， 他们测量系统中所有恒星的轨道 。 他们还记录恒星的轨道速度 ， 然后确定给定的恒星经过一个轨道需要多长时间 。 这就是所谓的"轨道周期" 。 计算质量
文章图片
赫兹普劳-罗素图绘制了恒星的温度与其亮度的关系
一旦所有的信息都知道了 ， 天文学家接下来就会做一些计算来确定恒星的质量 。 他们可以使用方程V轨道=SQRT（GM/R）其中SQRT是根号a,G是重力 ， M是质量 ， R是物体的半径 。 这是一个代数问题通过重新排列方程来计算出质量M 。
因此 ， 天文学家在不接触恒星的情况下 ， 利用数学和已知的物理定律计算出它的质量 。 然而 ， 他们不能对每一颗恒星都这样做 。 其他的测量可以帮助他们计算出非双星或多星系统的恒星的质量 。 例如 ， 他们可以使用亮度和温度 。 不同亮度和温度的恒星质量差别很大 。 这些信息在图表上显示 ， 恒星可以根据温度和光度来排列 。
大质量恒星是宇宙中最热的恒星之一 。 质量较小的恒星 ， 如太阳 ， 比它们巨大的同胞恒星要冷 。 恒星温度、颜色和亮度的图表被称为赫茨普龙格-拉塞尔图 ， 根据定义 ， 它还显示了恒星的质量 ， 这取决于它在图表上的位置 。 如果它位于一条被称为主序的长长的、弯曲的曲线上 ， 那么天文学家就知道它的质量既不会很大也不会很小 。 质量最大和质量最小的恒星落在主序之外 。 恒星进化
文章图片
蟹状星云的合成图像 ， 是一颗超新星残骸 ， 预示着一颗巨大恒星的死亡
天文学家很好地掌握了恒星是如何诞生、生存和死亡的 。 这种生与死的顺序被称为"恒星演化" 。 一颗恒星如何演化的最大预测因素是它与生俱来的质量 ， 即它的"初始质量" 。 低质量恒星通常比高质量恒星更冷、更暗 。 因此 ， 只要观察一颗恒星的颜色、温度以及它在赫茨普兰-罗素图中的"位置" ， 天文学家就能很好地了解一颗恒星的质量 。 对已知质量的类似恒星(如上面提到的双星)进行比较 ， 可以让天文学家很好地了解给定恒星的质量 ， 即使它不是双星 。
当然 ， 恒星并不是一生都保持同样的质量 。 随着年龄的增长 ， 他们会失去这种能力 。 他们逐渐消耗他们的核燃料 ， 最终 ， 在生命的最后阶段经历了巨大的质量损失 。 如果它们是像太阳一样的恒星 ， 它们会轻轻地把它吹走 ， 形成行星状星云(通常是这样) 。 如果它们的质量比太阳大得多 ， 它们就会在超新星爆炸中死亡 ， 在超新星爆炸中核心坍塌 ， 然后在灾难性的爆炸中向外膨胀 。 这将把它们的大部分物质炸向太空 。
通过观察像太阳一样死亡或在超新星中死亡的恒星类型 ， 天文学家可以推断出其他恒星会做什么 。 他们知道自己的质量 ， 他们知道其他类似质量的恒星是如何演化和死亡的 ， 所以他们可以做出一些很好的预测 ， 基于对颜色、温度和其他方面的观察来帮助他们了解自己的质量 。
【如何计算恒星的质量】观察恒星远比收集数据重要得多 。 天文学家得到的信息被折叠成非常精确的模型 ， 帮助他们准确地预测银河系和整个宇宙中的恒星在诞生、年龄和死亡时的行为 ， 所有这些都是基于它们的质量 。 最后 ， 这些信息也帮助人们更多地了解恒星 ， 特别是我们的太阳 。
推荐阅读
- 小龙虾|三农探析：池塘养殖小龙虾如何高产？高产养殖技术全解析
- 菜籽饼|菜籽饼被誉为果园之宝，但用错了烧苗烧根，果农如何来使用？
- 水产养殖|生态水产养殖如何提高鱼病的预防工作？大疆渔业这样建议
- 宇航员|把女宇航员送月球生活，一个月要花多少钱？NASA计算?结果惊人
- 地球|“小恒星今晚靠近地球，务必关闭手机”是老谣言又还魂了
- 瘦肉精|如何避开 315曝光的瘦肉精问题肉？
- 美国_军事|那个帮美国破解北斗卫星的清华才女高杏欣，13年过去了，近况如何
- 沙尘|警惕，秦岭防线可能失守！超级计算机：沙尘或携泥雨入侵四川盆地
- 花菜有人焯水，有人直接下锅炒，都错了，看饭店大厨是如何做的
- 如何晚上发面早上蒸？教你用冷藏发酵，一学就会，馒头包子特好吃