恒星性质与赫罗图

恒星半径

/ STEL-er RAY-dee-us /

恒星如此遥远,以致即便透过最大的望远镜,几乎所有恒星也只显现为一个光点,根本看不到圆面。那我们究竟怎么知道一颗恒星有多大?原来我们很少用“尺子”去量恒星半径;我们用一种巧妙的办法从光中推出它,把恒星有多热与它发出多少能量结合起来。

最常用的方法借助斯特藩—玻尔兹曼定律:恒星的光度等于它的表面积乘以温度的四次方。把它移项,就得到半径:只要知道一颗恒星的光度和温度,它的大小便随之而出。这正是为什么一颗冷的红巨星可以巨大无比——要在表面偏冷的情况下仍如此明亮,它就必须有广阔的面积。对少数近处恒星,半径可以测得更直接:食双星能从一次食持续多久揭示半径,而干涉测量法(把数台望远镜合成一只巨眼)则勉强能分辨出最大、最近恒星的圆面。

恒星半径跨度惊人。一颗中子星把超过太阳的质量塞进一个直径约 20 千米的球里;太阳的半径约 70 万千米;而一颗像盾牌座 UY(UY Scuti)那样的红超巨星,可比太阳宽上一千多倍,大到能吞下内行星的轨道。半径正是把赫罗图的巨星区与矮星区分开来的东西,而追踪恒星半径在其一生中如何变化,是理解恒星衰老的核心。

两颗恒星同为橙色,所以温度相同。一颗比另一颗亮上一千倍。既然温度固定时亮度只来自面积,那颗更亮的恒星半径就必定约为 30 倍——一道直接从光中得出的心算。

温度相同时,多出来的亮度只能意味着更大的体积。

我们几乎从不直接看到恒星的圆面——半径通常是由光度和温度、或由食推断出来的,而不是从望远镜的图像里量出来的。只有几十颗最近、最大的恒星,其圆面才真正被分辨出来过。

又称
stellar sizestellar diameter恒星半径恒星大小