恆星性質與赫羅圖
恆星半徑
/ STEL-er RAY-dee-us /
恆星如此遙遠,以致即便透過最大的望遠鏡,幾乎所有恆星也只顯現為一個光點,根本看不到圓面。那我們究竟怎麼知道一顆恆星有多大?原來我們很少用「尺子」去量恆星半徑;我們用一種巧妙的辦法從光中推出它,把恆星有多熱與它發出多少能量結合起來。
最常用的方法藉助斯特藩—玻爾茲曼定律:恆星的光度等於它的表面積乘以溫度的四次方。把它移項,就得到半徑:只要知道一顆恆星的光度和溫度,它的大小便隨之而出。這正是為什麼一顆冷的紅巨星可以巨大無比——要在表面偏冷的情況下仍如此明亮,它就必須有廣闊的面積。對少數近處恆星,半徑可以測得更直接:食雙星能從一次食持續多久揭示半徑,而干涉測量法(把數台望遠鏡合成一隻巨眼)則勉強能分辨出最大、最近恆星的圓面。
恆星半徑跨度驚人。一顆中子星把超過太陽的質量塞進一個直徑約 20 千米的球裡;太陽的半徑約 70 萬千米;而一顆像盾牌座 UY(UY Scuti)那樣的紅超巨星,可比太陽寬上一千多倍,大到能吞下內行星的軌道。半徑正是把赫羅圖的巨星區與矮星區分開來的東西,而追蹤恆星半徑在其一生中如何變化,是理解恆星衰老的核心。
兩顆恆星同為橙色,所以溫度相同。一顆比另一顆亮上一千倍。既然溫度固定時亮度只來自面積,那顆更亮的恆星半徑就必定約為 30 倍——一道直接從光中得出的心算。
溫度相同時,多出來的亮度只能意味著更大的體積。
我們幾乎從不直接看到恆星的圓面——半徑通常是由光度和溫度、或由食推斷出來的,而不是從望遠鏡的圖像裡量出來的。只有幾十顆最近、最大的恆星,其圓面才真正被分辨出來過。
又稱
另見