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第二章（第3页）

天上星，亮晶晶，一般人认为所有星星都是白色的。果真如此吗?其实不然，每颗恒星都有各自不同的“脸谱”。

早在汉代，我们充满智慧的祖先，通过细心观察已经把恒星分出白、赤、黄、苍、黑5种颜色。1665年，英国的牛顿利用三棱镜发现了太阳的连续光谱，从而知道日光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种不同颜色的光混合而成的。1814年，德国的夫琅和费继续做太阳光谱的研究，他在一问暗室的百叶窗上开了一条狭缝，让太阳光通过狭缝照射到一块棱镜上，棱镜后面则是一架小望远镜。夫琅和费通过小望远镜，惊奇地发现太阳的“七色彩带”样的光谱中又出现了许多条暗线。经过反复计数，这样的暗线共有567条之多。

现在我们知道，上述的几项发现已经构成一幅恒星真实的肖像。其在肉眼下（或在望远镜里）颜色的不同，表明的是各个恒星温度的不同，比如白色温度高，红色温度低，而众多的“夫琅和费线”则是由于太阳或恒星大气中的各种气体元素按一定的波长选择吸收太阳或恒星的辐射而成的。换句话说，光谱是了解恒’星物理性质、化学成分的“钥匙”。

有鉴于此，美国哈佛天文台的皮克林对全天24万多颗恒星都拍摄了光谱，他组织了十几位终身不嫁而一心一意为天文学献身的女性，对这20多万颗恒星的光谱进行分类和研究。最后，以坎农女士的结论为准，她按照恒星的表现温度由高到低的顺序，从温度最高的0型星开始，构成了如下的序列：

0一B—A—F—G—K—M

为了便于记忆，有人利用这些字母编了一句话：“Oh!BeAEairGirl，KissMe”（译成中文为“啊，好一个仙女，吻我吧”）。这句话中每个词的第一个字母恰好构成上述光谱的次序。每个光谱型又更加细致地划分成10个次序，例如从B型过渡到A型又有B0，B1，B2……B9这10个次型，太阳便是一颗G2型星，其表面温度略低于6000℃，是一颗具有中等发光能力的恒星。

这便是非常有名的“哈佛分类法”，全世界的天体物理学家都信赖它，而哲学家称其为“可能是发现世界秩序的最简单方法”。但是恒星的电子辐射“脸谱”究竟如何演变，还是个谜。

各型星的颜色和在普通蓝紫波段的主要光谱特征如下：

0型：蓝白色。紫外连续谱强。有电离氦、中性氦和氢线；二次电离碳、氮、氧线较弱。如猎户座下（中保名伐三）。

B型：蓝白色。氢线强，中性氦线明显，无电离氦线，但有电离碳、氮、氧和二次电离硅线。如大熊座η（中名摇光）。

A型：白色。氢线极强，氦线消失，出现电离镁和电离钙线。如天琴座α（中名织女一）。

F型：黄白色。氢线强但比A型弱。电离钙线大大增强变宽，出现许多金属线。如仙后座p（中名王良一）。

G型：黄色。氢线变弱，金属线增强，电离钙线很强很宽。如太阳、天龙座8（中名天GFBA8三）。

K型：橙色。氢线弱，金属线比G型强得多。如金牛座α（中名毕宿五）。

M型：红色。氧化钛分子带最突出，金属线仍强，氢线很弱。如猎户座α（中名参宿四）。

R和N型：橙到红色。光谱同K和M型相似，但增加了很强的碳和氰的分子带。后来把它们合称为碳星，记为c。如双鱼座19号星。

S型：红色。光谱同M型相似，但增加了强的氧化锆分子带，常有氢发射线。如双子座R。

恒星“眨眼睛”的奥秘

有一首儿歌这样唱道：“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星。”的确，仔细观察星空时，我们会发现一个有趣的现象：许多星星都是闪闪烁烁、一明一暗的，仿佛在调皮地眨着眼睛。可是，“启明星”（也就是金星）的亮度却毫无变化，这是为什么呢?

闪烁的星星

有人认为恒星的光之所以闪烁不定是由于它们在高速自转，还有人猜想是恒星的亮度发生了变化等等。其实，真正的原因并不是这样的。原来，地球周围有一层厚厚的大气层，而且大气层的疏密程度并不相同，离地面越近空气越稠密，而高空的空气则是稀薄的。另外，大气通常处于流动状态，热空气不断上升，冷空气持续下降，以至相同地区的大气疏密程度也在不断变化。当恒星发射的光线穿过地球大气层时，光线就会在这些不同密度的大气层中被反复折射，因而到达我们眼中的光线也就闪烁不定了。

不眨眼睛的金星

金星之所以不眨眼睛是因为它离地球很近。用望远镜观察星星时，我们会发现恒星一般都是点光源，而在太阳系中像金星这样离地球较近的行星则是一个面光源。面光源的光线经过大气层时会有许多折射点，同一时刻，各折射点虽然明暗不同，但整体并没有发生太大的变化，所以就一直保持着同一亮度。不过，这样一来，我们也可以利用这一差异初步断定天上的星星哪颗是恒星，哪颗是行星了。

为什么恒星有亮有暗

天上的星星有的亮得耀眼，有的却暗得像个萤火虫。古希腊天文学家把星星分成六等，这就是天文学上所说的“星等”。最亮的是一等星，用肉眼勉强可见的是六等星。后来天文学上规定，一等星比六等星亮100倍，也就是说．星等每增加一等，亮度减弱2．512倍，进而把星等数推广到负数和小数。我们看到的最亮的恒星是太阳，为一26．8等，哈勃空间望远镜可以看到26等甚至更暗得多的暗星。

以上说的是根据我们接收到的恒星光的多少来划分的，是“视星等”，它不能代表恒星真正的发光本领。譬如太阳的视星等是-26。8等，天狼星的视星等是-1。4等，而天狼星距离我们8万光年多，如果把它们移到同一距离上，太阳会比天狼星暗得多。显然恒星的亮度除了本身的发光本领，还和距离远近有关。

为客观地比较恒星的亮暗，天文学家把恒星都“移”到相同的距离——10秒差距（32．6光年），这时所看到的恒星的亮度和划分的星等称为绝对亮度和绝对星等。绝对亮度反映的是恒星真正的发光能力，称光度。

恒星光度变化很大，已知光度最大的恒星是天蝎座ε1星，视星等只有3．8等，而绝对星等是一9·4等，算下来它的发光本领是太阳的49万倍。其次是大犬座δ星（中文名弧矢一），其光度为太阳的7．1万倍。而目前所知最暗的恒星是1984年发现的一颗质量不大的恒星LHS2924，据测定，它的绝对星等为20等，其光度只是太阳的一百八十六万分之一。

为什么恒星有不同颜色

“月下看花，月影淡为花影看，柳边垂钓，柳丝常伴副对联说的是在月光下观花，看不清花的颜色。同样，由于星光太暗，我们用肉眼也很难分辨每颗星星的颜色，不少人有“千星一色”的感觉。其实，恒星世界是姹紫嫣红、五光十色的。譬如织女星是白色的，老人星是杏黄的，参宿四是火红的，毕宿五是橙色的。五颜六色的星光不仅把星空装扮得多姿多彩，而且给天文学家研究恒星的化学成分、物理性质提供了重要的信息。

星星之所以会有不同的颜色，是因为它们的温度不同。在我们日常生活中反映颜色与温度之问有密切关系的例子很多，如说一块煤吧，燃烧以后，温度逐渐升高，颜色由黑变红，慢慢地窜出黄色的火苗，当煤燃烧最旺的时候，火苗是蓝色的。这种颜色由深变浅的过程，就是温度由低到高的过程。同样的道理，红色的星温度是最低的，只有二三千度，黄色的约五六千度，白色的在7000度以上到1万多度，而蓝色星的温度最高，从2万多到4万来度。

太阳是一颗温度不高也不低的黄色星，因而为我们营造了一个适于生存的环境，如果太阳是颗红色的恒星，那么整个地球将会像南北极那样，一片冰天雪地，毫无生气；如果太阳是颗蓝色的恒星，地球上所有的东西都会被烤焦晒化。

其实，红色的星并不是说它只发出红光，黄色的星也不说它只发出黄光，这只说明在它们发出的光中，红光或黄光所占的比例较大。实际上，恒星不仅发出我们用肉眼可以见到的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光，还发出人眼和光学望远镜看不到的无线电波、红外光、紫外光，以及X射线、γ射线。天文学家为了准确测量恒星颜色，常常采用多色测光的方法，选择不同波长的滤光片，接收恒星不同颜色的光，俑定恒星辐射中各种颜色所占的比例。

一颗恒星的颜色会随着它的演化过程而变化，但这种变化是极其缓慢的，不要说在一个人的一生中，就是在人类有文字记载的历史上，也很难发现这种变化。

类星体之谜

类星体是本世纪60年代新发现的一类天体。1960年，射电天文学家用当时世界上最大的望远镜观测到一个叫3Cg和一个叫3C273的射电源。结果发现它们都是很暗的蓝色的星，尽管看起来像恒星，但又不是通常的恒星。天文学上称它们为类星射电源，简称类星体。

1963年，科学家施米特重新研究了3C273的光谱，发现了它‘有红移现象，且红移值很大。当一颗恒星背我们而离去时，从地球上看，恒星的光波频率会降低，波长会变长。这就是红移现象。红移值越大，则离去速度越大，与我们距离越远。