星星:闪烁的“天空之眼”

时间:2016-08-27 19:43:31  来源:科普中国-科学原理一点通  作者:  点击:

    在晴朗的夜空中,我们可以看到无数颗闪烁的星星,它们就像一个和谐的大家庭,散布于漆黑的夜幕之上,有大有小,有的明亮,有的黯淡,有的如同水晶,有的如同宝石……
    星星家族有多少成员我们所说的星星,通常是指那些肉眼可见的宇宙天体。那么,庞大的星星家族究竟有多少成员呢?这并不是一项不可能完成的任务,只要方法用对了,其实是可以数清的。
    古希腊天文学家依巴谷将天空中的星星按区域分为88个星座,又按星星的亮度分为6个等级:最亮的那些是“1等星”,人眼勉强能看见的暗星为“6等星”。而更暗的星星,人类的肉眼也无法看到了。

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   这样一来,只要我们拥有足够的耐心,依次数完每一个星座的星星,再按照它们的等级分别计数,用不了几个晚上就可以把天空中的星星数清了。事实上,经过天文学家的仔细计算,天空中肉眼可见的星星其实并没有人们想象中那样多。
    而且在同一时间,人们只能看到天空中一半的星星,因为另一半“藏”在地平线下面,人们是看不到的。所以不管在什么时候,人类肉眼所能看到的星星也只有3000颗左右。假如我们利用望远镜观察,情况就不同了,就算是一台最简单的望远镜,也能够观测到5万颗以上的星星,而如今最大的天文望远镜,可能观测到的星星数量达到了10亿颗以上。
    当然,星星家族的成员远不止于此,只是有的星星离地球实在太过遥远,即使用最大的望远镜也无法观测到它们的踪影,而一些巨大的星系在天文望远镜中看起来就像一个模糊的光团,实际上却包含了上千亿颗星星。宇宙是无穷的,而星星家族的成员散布在宇宙的每一个角落,可见其数量之大实在令人无法估算。 字串3

 
星空
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      调皮的星星“眨眼睛” 小时候,我们经常会唱一首儿歌:“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星……”这首儿歌也唱出了我们心中的疑惑:为什么星星会一闪一闪地“眨眼睛”呢?
    这是大气发生“抖动”现象造成的。如果你观察过夏天灼热的沥青路面,就会发现路面上方的空气会像流水一样上下翻动,这时候如果透过空气观察远方的景物,会看到这些景物也变得模糊不清,而且不断“抖动”起来。中国古人将这一现象称为“野马”。
    大气之所以会出现“抖动”现象,是由于空气在冷热不均匀的时候会发生密度变化,促进大气的折射性质发生改变,就像一个个小透镜造成了大气的“抖动”。星星的光亮是点光源,它们的光线在穿过地球大气层时会“偶遇”许多小透镜,而这些小透镜“抖动”时会让星光分散或汇聚,从而使星星看上去忽明忽暗,就像在不断“眨眼睛”一样。此外,有的星星并不是点光源,而是面光源,它们的张角通常大于密度不均的空气“小透镜”的尺度,因此不太容易受到大气抖动的影响,看上去也不会“眨眼睛”。 字串7
     永不升起和永不落下的星星我们每天都可以看到太阳东升西落,其实天空中的星星也是如此,那么有没有一颗星星是永远不会落下的呢?当然有!在北半球,人们会发现北极星就是一颗永远不会落下的星星。而另外一些星星则正好相反,它们永远也不会升上天空。
    人们看到星星的运转轨道不同,因为人们在地球上所处的位置不同,比如在北纬40度的北京,北极星的高度为40度,所以在此地观测北天极直到50度的星便不会下落。再比如你站在地球的北极,北极星就在你的头顶上,北天极直到赤道(地平线)的星都不会下落。你能够想象这样的景象吗?天空中所有肉眼能见的星星,都会绕着头顶运转,几乎没有星星会落下。如果你正站在地球的赤道上,则几乎所有的星星都在做东升西落的运动。
    这样说来,哪些星星又永远不会升起呢?比如在北纬40度的北京,既然北天极直到北纬50度的星星永远不会落下,那么南天极直到南纬50度的星星就永远不会升起。在北极,北半球的星星永远留在天空中,而南半球的星星则永远不会升起。而在地球的赤道之上,就没有永远不会落下或者永远不会上升的星星了。
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北极星

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    小小“跟屁虫”——卫星卫星是指那些围绕行星在轨道上运行的天然天体或者人造天体,它们就像围绕着行星的小小“跟屁虫”一样,我们最熟悉的月球就是一颗天然卫星,也是地球的“跟屁虫”。
    在庞大的太阳系中,除了金星和水星之外,几乎所有的行星都拥有属于自己的天然卫星。太阳系里已被天文学家发现的天然卫星总数为160颗。这些卫星环绕着行星运转,而行星又环绕着恒星运转。比如太阳是一颗恒星,地球及其他行星环绕着它不断运转,而月亮、土卫一、天卫一等卫星则环绕着各自的行星运转。
    太阳系中拥有天然卫星最多的行星是木星,其中已经被确认的有17颗,另外还有6颗等待被证实。不同的卫星,其形态及大小也各不相同,有的差别还很大,比如土星、木星及天王星外围的一些小卫星,火星上的两个小月亮,其直径都仅几千米大,而土卫三、木卫四和木卫六的直径却比水星还要大,超过了5200千米。

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木星

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 作者: 科普中国-科学原理一点通   [责任编辑: 宋金玉]
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