文章简介



《趣谈天文》

作者：未知

内容简介：

点点的繁星;缥缈的银河;光辉灿烂的太阳;柔情似水的月亮……无不勾起人们对茫茫宇宙的向往,吸引着人们去探索宇宙深处的奥秘。

二十一世纪中小学生素质教育文库

神奇的宇宙

地球周围大气的作用

地球周围有一层厚厚的大气，总的厚度大约有 1000 公里。这层大气对人 类来说非常重要，没有它，地球上就不可能有人类，也不可能有任何生命存 在。

这是因为：首先，大气给生物和人类提供了一刻都不可缺少的氧气。其 次，大气能使地面上保持适宜的温度。白天，太阳照射的时候，它使阳光带 来的热量均匀分散开，地面的温度也就均匀而缓慢地上升。夜晚背对太阳的 时候，地面把白天吸收的热量向空中散发出去，大气又使这种散发过程缓慢 地进行，地面上的温度就不会降得太低。大气的这种作用，使地面上的温度 总是保持在一个适宜于人类生活的范围内。第三，大气又像一副坚韧的盔甲， 使地面避免受到那些天上射来的“炮弹”的轰击。原来，太阳系里除了有行 星、卫星、彗星之外，还有数不清的大大小小的石块。这些石块都和地球一 样围绕太阳转。有的石块被地球的引力吸过来，它们的速度很大，有的是每 秒钟十几公里，有的甚至达到每秒钟七八十公里。如果就这样撞于地表，后 果将不堪设想。地球周围这层大气，使那些闯进来的石块受到强烈的摩擦， 越来越热，最后就燃烧起来了。在夜晚，我们常常可以看到天空中一闪而过 的流星，就是那些正在燃烧的石块。大多数石块在落到地面以前就已经烧光 了，变成了气体和尘埃。

除了上述的三个本领外，大气还有一个本领，就是能吸收掉从天上来的

紫外线和 X 射线。这些射线是从太阳和其他恒星、星系发来的，对生物和人 体很有害。

地球大气对人类的不利因素

地球周围的大气确实有非常重要的作用，可是它也有不好的一面，它给 天文学家的研究工作造成了很大的困难。

大家知道，大气能吸收天体发来的紫外线、X 射线等射线，使它们不能

达到地面。只有可见光和一部分无线电波能到达地球表面。天体发来的绝大 部分射线都给挡住了。

这样就给天文学的研究工作带来了困难。因为天文学家的工作，就是研

究天体的各种性质，而研究天体唯一的办法就是依靠天体发来的射线。分析 这些射线带来的情报，就能知道天体的各种性质。现在绝大多数射线都被大 气挡在外面，成了天文研究工作中的一个大障碍。

面对这种情况，科学家们做了顽强的努力。开始时，他们把各种天文仪 器用气球、火箭送到高空去，后来，又发展到利用人造卫星来进行观察测量。 现在，人类已经成功地登上了月球，宇宙飞船也能飞到太阳系的各个行星近 旁去考察。大气这个障碍终于被人类的智慧所突破，天体发来的全部射线几 乎都能接收到，为天文学研究铺平了道路。

日全食

地球绕着太阳转，月亮又绕着地球转。有时候，月亮正好转到地球与太 阳之间，把太阳遮住了，这种现象就叫日食。如果太阳完全被遮住，就叫日 全食；如果只遮住一部分，就叫日偏食。

在天文学家看来，日食，尤其是日全食，是极宝贵的时机。因为在这种 时候，可以进行许多平时难以进行的观察测量工作。

恒星发来的光从太阳附近经过时，由于受到太阳的引力，所走的路线会 发生偏折，不再沿着原来的直线前进。按照牛顿的引力理论，可以计算出星 光偏折的角度有多大。可是，在 1915 年，伟大的物理学家爱因斯坦建立了一 个新的引力理论，叫做广义相对论。按照广义相对论计算出来的星光偏折的 角度，比按照牛顿引力理论算出来的要大一倍。

两个理论算的结果究竟哪个对呢？只有实际测量一下，看看星光到底偏 折了多少，才能断定哪个结果是对的，哪个结果是错的。可是，这种测量在 平时是很难进行的，因为太阳的光芒太耀眼，星星的光根本看不到。唯一的 机会就是在发生日全食的时候。

于是，天文学家们就抓紧日全食的宝贵时机来进行观测工作。办法是这 样的：在日全食的时候，拍摄下太阳附近恒星位置的照片。注意，这时拍摄 下来的并不是恒星的真实位置，而是星光偏折以后我们看到的恒星位置。过 半年以后，地球转到了太阳和我们拍摄过的恒星之间。这时再在夜晚对那些 恒星拍照，这样得到的就是恒星的真实位置了。把前后两张照片拿到一起仔 细对比，看看日全食对恒星的位置改变了多少，就能算出星光经过太阳近旁 时偏折的角度了。

英国天文学家爱丁顿首先在 1919 年的一次日全食时进行了上面说的测

量工作。结果证明，按照广义相对论算出的星光偏折角度是正确的，而按照 牛顿引力理论算的数值不对。

这件事在当时轰动了全世界。这是因为，到那时为止，牛顿的理论已经

建立了大约 200 年，取得了极大的成功。而爱因斯坦的广义相对论刚刚提出 几年，竟然在和牛顿理论较量时取得了胜利。后来，广义相对论还成功地经 受了其他的实践检验。现在，科学家们公认，它是一个比牛顿理论更正确更 先进的科学理论。

太阳上的黑子

在明亮的太阳圆面上，常常出现一些暗黑的斑点，叫做黑子。黑子的中 心部分，看起来最黑，叫作本影，本影周围亮一些，但也没有光球亮。

关于黑子的产生，科学家们一般认为：它们是一种巨大的漩涡形状的气 流，是由于太阳上的大气活动而形成的。就像地球上大气的运动会形成台风 一样，黑子也可以说是太阳上的“风暴区”。但是这种风暴比地球上的台风 要猛烈得多。12 级台风的风速不超过每秒钟 50 米，而黑子中气流运动的速 度达到每秒钟 2000 米。所以，黑子是太阳上物质激烈运动的一种现象。

太阳上并不是每年都出现同样多的黑子，而是有的年份多些，有的年份 少些。如果我们从某一个黑子最多的年份开始观察，就会发现在以后几年中 黑子数目会逐渐减少，减到一个最少的数目后又重新增多，增到最多后又减 少。黑子数目的这样一种变化规律，就像春夏秋冬四季一样循环替换，我们 把它叫做周期性。黑子数目变化的周期，就是太阳活动程度强弱变化的周期。

黑子大量出现，就表示太阳上的物质活动达到了高潮。黑子数目变化的周期 是 11 年左右。就是说，如果从某一个黑子最多的年份算起，一直算到下一个 最多的年份，前后一共是 11 年。天文学上规定，从 1755 年开始的 11 年为第 一号周期。这样依次排下来，现在正处在第 22 号周期。

黑子其实并不黑，它们的温度大约为 4200℃左右，比飞溅的钢花和电灯 泡里钨丝的温度高得多。但是，太阳表面的温度更高，大约有 6000℃。所以， 黑子在周围明亮的背景反衬下就显得是黑的了。

黑子的形状很不规则，大小也很不一样。小黑子的直径大约是 1000 公 里，大的可以达到 20 万公里，比地球的直径还大十几倍。

观察黑子并不困难，不一定要用望远镜，肉眼就能看到。我们的祖先用 来观察太阳黑子的方法很多：有的是通过一块墨色水晶来看太阳；有的是用 一块半透明的玉；还有一种方法，叫做“盆油观日”，就是在一只盆里装上 油，让太阳光射到盆里，从油中的太阳影子上可以看见黑子。当然，不用任 何别的东西，只用眼睛直接看黑子，不能在中午阳光强烈的时候看。可以在 有薄雾的时候，或者有风沙而天色昏暗的时候去看。早晨太阳刚升起时，黄 昏日落西山时，都是肉眼观察黑子的好时机。据我国的《汉书·五行志》里 记载，公元前 28 年 3 月的一天早晨，太阳出来时，它的中央有一个黑斑，看 上去像枚铜钱那么大。这是世界上最早的对太阳黑子的记载，比朝鲜、日本 的记载早 600 多年，比欧洲的早 800 多年。

太阳黑子对地球的影响

太阳是地球上光和热的源泉，它的一举一动，都会对地球产生各种各样 的影响。黑子既然是太阳上物质的一种激烈的活动现象，所以对地球的影响 很明显。

当太阳上有大群黑子出现的时候，地球上的指南针会乱抖动，不能正确

地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到严重 阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫 星的安全航行、还有电视传真等等方面造成很大的威胁。

黑子还会引起地球上气候的变化。 100 多年以前，一位瑞士的天文学

家就发现，黑子多的时候地球上气候干燥，农业丰收；黑子少的时候气候潮 湿，暴雨成灾。我国的著名科学家竺可桢也研究出来，凡是中国古代书上对 黑子记载得多的世纪，也是中国范围内特别寒冷的冬天出现得多的世纪。还 有人统计了一些地区降雨量的变化情况，发现这种变化也是每过 11 年重复一 遍，很可能也跟黑子数目的增减有关系。

研究地震的科学工作者发现，太阳黑子数目增多的时候，地球上的地震 也多。地震次数的多少，也有大约 11 年左右的周期性。

植物学家也发现，树木的生长情况也随太阳活动的 11 年周期而变化。黑 子多的年份树木生长得快；黑子少的年份就生长得慢。

更有趣的是，黑子数目的变化甚至还会影响到我们的身体，人体血液中 白血球数目的变化也有 11 年的周期性。

太阳的自转

如果一连几十天观察黑子，就会看出它们总是在太阳的东部边沿开始出 现，接着就在太阳圆面上逐渐向西移，最后在西部边沿消失了。

这个事实可以证明太阳也在自转。太阳自东向西地转，所以它上面的黑 子也就跟着从东向西移动。

不过，太阳的自转和地球的自转有一个很大相同的地方。地球是一个固 体球，它自转一圈所需要的时间，地面上各个地方是一样的，都是一天。太 阳自转时，它上面各个地方转完一圈的时间却是不同的，有的地方时间长， 有的地方时间短。最短的是 24 天，最长的是 34 天左右。

从上面这个事实，可以知道太阳不像地球那样，作为一个固体在旋转。 实际上，太阳是一个气体球。

太阳除了自转运动外，现在还正朝着织女星方向前进，速度大概是每秒 钟 20 公里。它还有另外一种运动，就是绕着银河系的中心转圈子。

银河系是一个由大约 1500 亿颗恒星组成的大集体。它的形状很像两片合 在一起的铜钹，中间厚、四周薄。这个“铜钹”的直径大约有 10 万光年。所 谓光年，就是光在一年的时间里跑过的距离。全宇宙中数光跑得最快，一秒 钟能跑 30 万公里。这样就可以算出一光年是 94 600 亿公里。

太阳不是银河系的中心，而是在离开中心大约 27 000 千光年的地方。它 不停地围绕银河系中心转圈子，速度是每秒钟 300 公里，比地球绕它转圈子 的速度快 10 倍。太阳虽然跑得快，但它转完一圈的时间比地球公转一圈的时 间长得多，差不多要 2 亿年。

太阳的寿命

对于人类来说，宇宙中没有一个天体能跟太阳相比，人类的生存和发展， 归根到底是依靠太阳送来的能量。可是，太阳发出的光和热中只有二十亿分 之一给了地球，其余的都白白地散到空中去了。可就这么一点点能量，却也 使地球成了现在这样一个充满生气的世界了。

太阳这么巨大的能量是从哪里来的呢？它烧的是氢。用科学的话来说，

太阳的能量是从这样一种反应产生出来的；每四个氢原子核合成一个氦原子 核，这就叫做热核反应。热核反应放出的能量非常大，一克重那么点儿氢变 成氦时，放出来的能量等于燃烧 15 吨汽油。1 公斤重的氢，抵得上几百列车 煤。大家或许知道氢弹，它比原子弹的威力还要大，氢弹爆炸时发生的就是 这种热核反应。

在太阳那里，“氢弹”一刻不停地爆炸，已经有 50 亿年左右了。现在太 阳上的氢，继续这样爆炸下去，大约还够再用 60 亿年。

这 60 亿年过去后，全部的氢都用光了，都变成了氦。那时的太阳就会开 始膨胀，一直膨胀到现在地球公转的圈子外面。大家知道，离太阳最近的行 星是水星，第 2 个是金星，第 3 个就是地球。这就是说，那时的太阳会张开 大口，把水星、金星、地球，还有月亮，都一个个地吞进去。那时候太阳表 面的温度会比现在低，颜色发红。天文学家给这种又大又红的恒星起了名字， 叫红巨星。

当然，我们完全不必为 60 亿年后地球的毁灭而担忧。也许，在这以前人 类就已经毁灭了。或者是地球上的人类早已迁移到另外一个星球上去重建家 园了。他们有没有能力这样做呢？我们不知道。不过按照现在世界上科学技

术发展的速度来看，他们应该有可能具备这种能力。

恒星与行星

我们的眼睛能看到的星星绝大多数是恒星。它们都和太阳一样，自己发 光发热。恒星的光看上去都有些闪烁，可是，金星、火星、木星和土星却很 少如此。

原来，这是由地球周围的大气造成的。 地球周围的大气层很厚，各个地方的疏密程度不一样，越靠近地面的地

方越稠密，越到高空就越稀薄。另外，大气又不是静止不动的，热空气上升， 冷空气下降，总有气流在流动，这就使得各个地方大气的疏密程度时时都在 变化。

光线是直线传播的。但是光从一种物质中传播到另外一种密度不同的物 质中的时候，它的传播方向会改变，也就是光走的路线会发生偏折，这种现 象叫做光的折射。你把一只筷子插到水里，就会看到筷子好像折成了两段， 这就是一种折射现象。这是由于光在水和空气这两种不同密度的物质中传播 而造成的。

恒星发来的光穿过大气层的时候，由于各个不同高度的地方大气密度不

同，也会折射。同时，又由于各个地方大气的密度都在不断变动，这就使得 星光偏折的方向不是一定的，而是在不断变化，一会儿左，一会儿右，一会 儿前，一会儿后。这样，到达人眼睛中的星光就会一下子强，一下子弱，人 就觉得恒星的的光忽明忽暗，成了一闪一闪的了。

说到这里，你可能会奇怪了，行星也和恒星一样在地球大气层外面，难

道行星的光穿过大气时不折射吗？行星的光当然同样会折射，不同的是，行 星比恒星离我们近得多。恒星离得太远了，看上去都成了一个个光点。行星 就不同，在我们看来是个小圆面。圆面上来的许多条光线，经过大气层折射 以后到达你眼中时，这条弱了那条强，“东方不亮西方亮”，各条光线由于 折射而造成的强弱变化互相抵消掉了。这样，你就觉得行星的光的明暗程度 没有什么变化，或者虽然有点变化也不明显，所以，就看到行星不怎么“眨 眼”了。

水星对物理学的发展立了大功

水星是离太阳最近的一颗行星。叫它水星，真是名不副实，因为它上面 并没有水。水星的外表跟月亮很像，到处都是大大小小的环形山；没有空气， 白天受太阳暴晒，温度高到 400℃以上，夜晚一下子又冷到零下 200℃。

可是，这么一颗死气沉沉、好像一点儿也不可爱的行星，却长时期吸引 着许多天文学家和物理学家。它对物理学理论的发展做出的贡献可大啦！

水星和其他行星一样，也沿着椭圆形的轨道围绕着太阳转圈子。椭圆有 两个焦点，太阳在一个焦点上，也就是偏一边的。椭圆有长轴和短轴，它们 相当于圆的直径。很早，天文学家就发现，水星轨道的长轴方面在缓慢地转 动着。水星的轨道上最靠近太阳的点叫近日点，也就是近日点在空间有小小 的移动，这种现象叫做水星近日点运动。其实，地球也好，其他行星也好， 都是这个样子的。只不过水星离太阳最近，运动比较明显一点，容易观测得

准确，所以科学家们就最注意它了。 这样一种奇怪的行动，是怎么形成的呢？科学家们首先是想：是不是其

他行星的万有引力，使水星的椭圆轨道发生改变？但是，按照牛顿引力理论 算出来的结果，把别的行星的影响都除去以后，还是和实际测量不符合。根 据万有引力定律，发现了海王星、冥王星，预报日食、月食发生的时刻，都 很准确，为什么用到水星运动就不灵了，是不是万有引力定律还有不完备的 地方？后来又有人猜想，可能还有一颗大家都不知道的行星，由于它的引力 的影响，使水星的轨道成了这个样子。甚至还有人给那颗不知道的行星起了 个名字，叫“火神星”。许多天文学家不怕辛苦，努力想找到它，结果找了

100 多年，连影子也没有见到。水星近日点的运动，就成了一个长期解决不 了的大难题。

这个难题是伟大的物理学家爱因斯坦解决的。1915 年，爱因斯坦建立广 义相对论以后，提出三个预言，供实验验证。第一个就是水星近日点的进动； 第二个是前面已讲到的恒星光线在太阳附近偏折的现象；第三个是太阳的光 线向红方向移动的现象。根据广义相对论的引力理论，算出来水星的轨道不 是一个闭合的椭圆，与水星运动的实际情况符合得很好。这是广义相对论的 第一个胜利。在对广义相对论的几次实验检验中，对水星运动轨道的实际观 测最精确，所以，在这个问题上的检验是最严格的，这是对广义相对论的一 次最有力的验证。这也证明了爱因斯坦的广义相对论比牛顿的引力理论又前 进了一步。

木星究竟是行星还是恒星

木星，一般都认为它也是太阳系中的一颗行星。但是，它有些方面的特 征却又与其他行星很不相同，而与恒星倒有些相似。

第一，它的个儿特别大。它的质量是地球的 318 倍，比太阳系里的所有

其他行星、卫星、小行星等统统加在一起还大一倍半。难怪在西方国家里人 们把它叫做“宙斯”，因为“宙斯”是古代希腊神话中天上的最高神的名字。

第二，现在已经发现木星有 16 颗卫星。这些卫星的个儿也挺大，其中有

4 个比冥王星还大，有两个比水星还大。木星有这么多卫星围绕着，真是神 气，简直组成了一个小太阳系。

第三，也是最重要的一点，木星自己能发光。一般行星本身都是不能发

光发热的，只能反射太阳的光和热，所以行星的光的强弱程度是不可能超过 照到它们上面的太阳光的。可是科学家们却实际测量到，木星的光比照到它 上面的太阳光要强一倍半。这就说明，木星自己也能像一般恒星那样发光。 如果真可以把木星看做是一颗恒星，那么我们太阳系里就有两颗恒星

了。

但是，从其他方面来看，说木星是一颗恒星好像又有点不够格。它的个 儿在行星里虽然是最大的，与太阳一比又显得太小了。它的质量只有太阳的 千分之一左右，如果按恒星的标准来看也真是小得可怜了。一般恒星都是熊 熊燃烧着的气体球，木星则是由液体状态的氢组成的。它虽然自己能发光， 但跟一般恒星发的光比起来又弱得算不了什么了。

那么，木星究竟是一颗行星还是一颗恒星呢？看来很难把话说死，因为 它跟一般行星和恒星都不一样。所以我们只好说，它应该算是一种处在恒星

和行星中间的特殊天体。

木卫——帮助人类首次测量了光的速度

现在我们知道，光的前进速度是每秒钟 30 万公里。这么大的速度是怎么 测量出来的呢？科学家们为了测量光的速度，顽强地努力了好几个世纪。

第一个想要测量光速的科学家是伽利略，但是他没有成功。他设计的方 法是这样的：让甲乙两人在夜里相隔一段距离面对面站着，每人都拿一盏提 灯。甲首先开灯，乙一看到甲的灯光立刻打开自己的灯。甲记下从自己开灯 起到看到乙的灯光为止所经过的时间。然后用甲乙之间距离的两倍去除以这 个时间，就得到光的速度。

伽利略的这个方法，道理是对的。但是他没有估计到，光跑得实在太快 了。就算甲乙两人相隔几公里远，光来回一趟也只要十万分之几秒钟的时间。 而人的反应时间和开灯、记时动作用的时间要比这长得多。所以他的方法实 际上是行不通的。

但是伽利略的失败却使后来的人受到了启发。光跑得这么快，看来应该 让它跑一段很长很长的距离，这样所花的时间才能测得出来。这种长距离的 测量在地面上是无法进行的，只有在天上，天体之间的距离才有这么长。

丹麦天文学家罗默在 1675 年首先通过天文观察来测光速。他的观测对象

就是木星的一个卫星。

木星的 16 个卫星中最大的 4 个，是伽利略最先用望远镜看到的。他把它 们分别叫做木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。木卫一绕着木星转圈子，有 时候转到了木星背后，被遮住了。木卫一绕木星转完一圈的时间大约是 42 小时。看起来，木卫一应该是每隔 42 小时被木星遮住一次。有一年，罗默就 按这个想法，预计 6 个月之后木卫一被遮住的时间，观测的结果与预计被遮 住的时间相差了大约 22 分钟。

罗默很聪明地想到，这差的 22 分钟就是光从地球公转的那个椭圆轨道横

穿过去所用的时间。一年中的某个时候，地球离木星最近。半年之后，地球 转到了离木星最远的位置。在这两个时候看木卫一，木卫一的光到达地球走 过的距离是不同的。相差多少呢？差的就是从地球公转的椭圆这一头到那一 头的长度。用这个长度去除以那个 22 分钟，不就把光的速度算出来了吗？

罗默就这样求出来光速是每秒钟 21 万多公里。这个结果现在看来当然很

不精确，但却是成功的第一步。

每 76 年来一次的“客人”

你见过彗星吗？它有一条长长的发亮的尾巴，像一把扫帚似的横挂在天 空，所以它还有另外一个名字叫扫帚星。

太阳系中的彗星多极了，估计大概有 1000 亿颗。著名的天文学家开普勒 说过：“彗星在天空里就像鱼在大海里那样多。”不过，绝大多数彗星太暗 了，离我们也太远了，很难看到。到现在为止，人类看到过的彗星不过 15 000 颗左右。明亮的彗星就更少了，只有 20 多颗。另外，彗星的数目虽然多，质 量却非常非常小，1000 亿颗彗星的质量合起来也只有地球的 1／10。

彗星中最有名的一颗叫哈雷彗星。它沿着一条又扁又长的椭圆形路线，

围绕着太阳转圈子，每隔 76 年左右靠近地球一次。英国天文学家哈雷，首先 按照牛顿的引力理论，计算出它应该在什么时候在地球附近出现，所以后来 大家把它叫做哈雷彗星。

最早看到哈雷彗星的是我们中国人。我国有部名叫《春秋》的古书写着， 公元前 613 年，有颗彗星在北斗星位置上出现。这是世界上第一次对哈雷彗 星的记录。后来，从公元 66 年开始，这颗彗星每次出现，我国的历史书上都 一次不漏地记下来了。

这位天外来客是很守规矩的，它在 1985 年又一次来到地球附近。1986 年 4 月 11 日前后，哈雷彗星离我们只有 5300 万公里，可能你也亲眼看到了 这位好不容易来的“客人”。有的国家还专门派一艘飞船去迎接，直到离彗 星核只有 605 公里的地方，清楚地看到彗核是一个“肮脏的雪球”，形状像 土豆。据天文学家估计，哈雷彗星还能存在 1 万年左右。

地球钻进彗尾就要发生一场灾难吗

古时候，人们认为彗星出现是灾祸的预兆，还说彗星的尾巴有毒气，如 果一颗彗星来到地球附近，地球从彗星里钻过去，人就会被毒死，真是这样 的吗？

先讲一个故事。1910 年 5 月，哈雷彗星来了。天文学家算出来，它的尾

巴在 5 月 18 日这天扫过地球。这个消息宣布后，在欧洲一些国家引起了一片 恐慌。神父们宣扬“世界末日”要来临了，许多人祈求上帝宽恕，有的人怕 被毒死，竟然去自杀。那么，结果怎么样呢？这一天什么事也没有发生，平 平安安地过去了。当科学家告诉大家，地球已经钻出了彗星尾巴的时候，许 多人还不肯相信呢！

到底是怎么回事呢？彗星的尾巴是一些气体，拖得很长，最长的竟有 3

亿多公里。彗星尾巴里是含有一氧化碳、氰基等有毒的物质。但是，彗尾的 气体太稀薄了，比地球的大气要稀薄几亿倍。彗尾中的有毒物质，比地面上 的工厂里、汽车里排出的有毒气体还要稀薄得多，怎么会毒死人，造成人类 的灾难呢？

试试你的眼力——从开阳星谈双星

天空中灿烂的群星里，最容易识别的要算是北斗七星了。那七颗星晶莹 明亮，排列成一个水勺的形状，又像裁缝用的旧式熨斗。在西方国家里，把 它们包括在一个大的星座里，叫做大熊星座。

这个熨斗柄上的第二颗星，我国古代把它叫做开阳星。乍看起来它是一 颗单独的星。但是，在没有月光的晴朗夜晚，你仔细看看，如果你的眼力好， 就会看到它的近旁还有一颗暗淡的小星。据说，古代有些国家在征兵时，还 用能不能看到那颗暗星来测验士兵的眼力哩！

像这样一对相互靠得很近的恒星，在天文学上就叫做双星。肉眼能看见 的双星很少，一共也只有几对。可是在望远镜里看到的就多极了，到现在已 经发现了 7 万多对。有趣的是，用望远镜来看开阳星和它旁边的暗星，才知 道它们还挺复杂！原来，他们不只是一对双星，开阳星本身就是一对双星， 那个暗星也是一对双星。后来又进一步看出来，开阳星自己的那一对星都还

不是单颗的星，其中有一个本身又是一对双星，另外一个竟是三颗挨得很近 的星。这样算起来，开阳星和它旁边的暗星，一共是七颗星。原来，北斗七 星里还藏着这么一群小七星呢！

你可不要以为天空中双星少数的。恰恰相反，在银河系的恒星中，单颗 的才是少数，大约还不到恒星总数的 1／4。大多数恒星都交了“朋友”，组 成双星或者更多颗星的小集体。

双星中的每一颗星，都受到另外一颗星的万有引力。它们就这样你拉着 我，我拉着你，在天空中互相绕着转圈子。除了太阳以外，全天空最明亮的 恒星是天狼星，它旁边还有一个眼睛看不见的小伙伴，组成一对双星，它们 也在那里互相绕着转圈子，每 50 年转完一圈。天狼星的质量是太阳的两倍多 一点。那个看来又暗又小的伙伴质量可不小，比太阳还略微大一点。

聋哑少年揭开了“魔星”的秘密

在英仙星座有一颗奇怪的星，我国古代叫它大陵五。它怪就怪在亮度会 明显地变化，有时变暗，有时变亮。大概古代的阿拉伯人已经发现了它的这 个特点，因此把它叫做“魔星”，意思是说它像魔鬼一样变化不定，难以捉 摸。

揭开“魔星”秘密的是英国一位年轻的天文爱好者，名叫古德里克。他

不幸天生聋哑，而且一生很短，只活了 21 岁。但是，他却对天文学的发展做 出了重要的贡献。他长期坚持观察大陵五。1782 年 11 月 12 日夜晚，他看到 这颗星逐渐暗了下去，当暗到只有平常亮度的 1／3 时，又重新亮了起来，一 直恢复到最亮的样子。

古德里克当时还不满 18 岁，却对自己的观察结果做出了一个很大胆也很

正确的解释。他想，大陵五旁边一定还有一颗暗得看不见的星，这对双星在 绕着转。当那颗暗星转到大陵五和地球之间的时候，就把大陵五遮住了一部 分，使它变暗了。但是不会被完全遮住，所以不会变得完全看不见。那颗暗 星转过去后，大陵五就又亮了起来。这情形就跟日食、月食的情形是一样的。 这种能够互相遮掩的双星，天文学上又有个专门的名字，叫做交食双星。

为什么恒星会有各种不同的颜色

天上的星星，除了有明有暗以外，颜色也各不相同，有的泛红，有的泛 黄，有的泛白，有的泛蓝。大多数恒星的颜色，要用专门仪器来测定，肉眼 很难分清楚。但是，有些亮星的颜色是容易看出来的。比如，天狼星和织女 星是白色的，离我们最近的一颗恒星南门二是黄色的。猎户星座有 7 颗亮星， 其中 6 颗是蓝白色的，还有一颗叫参宿四，是红色的。天蝎星座中最亮的一 颗星叫心宿二，颜色很红，像火星那样，所以又有个名字叫大火。

为什么恒星会有各种不同的颜色呢？ 在炼钢炉里，钢水是蓝色的。出炉之后，钢水的温度慢慢降了下来，颜

色也逐渐变黄、变红，最后凝成黑色的钢锭。钢水颜色由浅变深的这个过程， 也就是温度由高变低的过程。

同样的道理，恒星有不同的颜色，也是因为它们的表面的温度不同。红 色星的温度是最低的，只有 2600～3600℃，黄色星是 5000～6000℃，白色星

有 7700～11500℃，蓝色星温度最高，有 25 000～40 000℃。 我们的太阳是颗黄色星，这个情况可非常要紧。假如太阳是颗红色星，

整个地球上就会都像南、北极那样一年到头冰雪覆盖。假如太阳是颗蓝色星 呢？地球上的一切东西就都会被烤焦。在这两种情况下，人类恐怕都没法生 活。

钢水颜色的变化是那样明显，那样快，恒星的颜色是不是也会变化呢？ 正是这样。恒星都不是恒定不变的，它们同人的出生、长大、衰老、死亡一 样，也有从产生到灭亡的演化过程。所以，不光是颜色会变，其他各方面的 特征也都会变。

但是，恒星的一生是很长很长的。拿太阳来说，它的寿命大概有 100 多 亿年。这样，恒星的颜色变化非常缓慢。不要说在一个人的一生中，就是在 人类有文字记载的几千年历史上，也很难发现这种变化。

不过，我们很幸运，能够知道有一颗星，就是前面提到的参宿四，它的 颜色确实变化了。有什么证据呢？这又得感谢我们的祖先——中华民族的勤 劳智慧的前辈。

我国古代把恒星的颜色分为五种，就是白、红、黄、苍（就是青色）和 黑（就是暗红色）。每种颜色都选定了一颗星作标准。把别的恒星拿来跟这 五颗标准星比较，就能定出它们的颜色了。选作黄色标准的星，就是参宿四。 我国古代一部很有名的历史书《史记》上对这些都记载得很清楚。《史记》 是在 2000 多年前写的，这说明那时的参宿四颜色是黄的。可是，我们今天看 到这颗星的颜色却明明是红的。这就证明，2000 年中，它的颜色确实变了， 由黄色变成了红色。

参宿四这颗星的质量很大，大约是太阳的 20 倍。科学家们按照现代的恒

星演化理论算出来，这么大的恒星从黄色阶段变到红色阶段，正好要 2000 年左右的时间。这跟我们祖先的观察记录很符合。

一颗肉眼可以看到的变星

恒星一生的演化过程，总的说来是非常缓慢的。它们的颜色啦、亮度啦， 还有别的特征的变化，一般都很难觉察出来。但是，并不是说恒星一生中什 么时候都是这样。当它们进入了自己的晚年阶段，也就是说到了快要灭亡的 时候，它们常常会变化得快些、明显些。就拿亮度来说吧，有些到了晚年阶 段的恒星，可能在几十年内，甚至短到一天的时间内，就能看得出发生了变 化。人们把这种亮度会明显变化的恒星，就叫做变星。

请注意，这里说的变星，是亮度真正变化了，而不是有一个别的星遮住 了它的光亮。所以它跟前面说的交食双星是不同的。

在鲸鱼星座有一颗有名的变星，名字很难念，叫做ú藁增二。它的亮度 变化得很厉害，最亮的时候跟那颗指示方向的北极星一样亮，暗的时候人眼 完全看不见。

天文学家已经测量出来，它的亮度变化的周期是 331 天，也就是 11 个月 的样子。在 11 个月内，有 4 个月的时间肉眼可以看见它。这颗星在 1980 年 的 8 月底、9 月初时变到最亮。从个这个时间开始算，以后每隔 11 个月左右 它又会变得最亮。如果你也想亲眼看看它，那你就在它最亮的时候去找吧。 找到以后，只要你坚持观察，你还能看到它渐渐变暗，一直到完全消失。

你一定会问，这颗星的亮度为什么会这样有规律地变化呢？原来，它的 体积在不停地变化，一下子膨胀，一下子收缩，就像人呼吸时胸部一起一伏 一样。它的体积胀大时就显得亮，体积缩小时就显得暗。看来这颗星真是到 了晚年，老得不行了，得了“气喘病”，在那里喘着粗气呢。

“量天的尺子”

有些变星，亮度变化的周期没有ú藁增二那么长。比如在仙王星座里有 一颗变星，名叫造父一，它的亮度变化一次只要 5 天多的时间。这颗变星也 是那位有志气、有能力的聋哑天文学家古德里克发现的。后来就把像这颗星 那样，亮度变化周期比较短的变星叫做造父变星。造父变星的亮度变化一次 的时间，短的只要一天半，最长的也不过 80 天。

造父变星有一个非常宝贵的特性，就是发光本领越强，亮度变化的周期 越长。好比一个身体健壮的人，呼吸得平稳、缓慢。而发光本领差的造父变 星，就好比是呼吸急促、喘个不停的病人，所以它们的亮度也就变化得快了。

什么是发光本领？原来，我们的眼睛看到的恒星亮度，并不是它们的真 正亮度。这是因为，我们看到亮度是跟距离有关系的。一颗亮星，如果离得 远，看起来反而比一颗不那么亮却离得近的星还暗些。所以，要比较恒星的 真正亮度，就得想法使它们有一个共同的测量标准来比较。这样比出来越亮 的恒星，发光本领才越强。

利用造父变星的这种特性，就可以确定出它们离我们的远近。比方说，

有两颗造父变星，我们观察到它们的亮度变化周期一样长，那么它们的发光 本领一定是一样强，真正亮度也一定是相同的。如果我们看到它们的亮度不 相同，那就说明它们的距离不一样。根据我们所看到的亮暗程度，就可以计 算出它们的距离远近。

更重要的是，如果在某一个天体的集体中有造父变星，那么，只要确定

了造父变星的距离，也就等于知道了那个集体中其他天体的距离，因为它们 和那颗造父变星相隔都不远。比如说，在银河系外面还有千千万万个银河系， 它们都叫做河外星系。只要在一个河外星系中找到了造父变星，就可以利用 它把那个星系的距离走出来了。

在天文学的研究工作中，测定天体与我们的距离是一个最基本的问题，

可又是一个最困难的问题。我们在地面上能用尺子来量两点之间的距离，可 是我们不可能运用这种办法去量一个天体离我们有多远。而造父变星却提供 了一种巧妙的办法，能帮助我们测量出天体的距离。所以，它们也就得了一 个好听的名称，叫做“量天的尺子”。

天空中的“螃蟹”

我国古代关于超新星的记录资料，同样也是世界上最丰富最准确的。人 类有史以来观察记录到的所有超新星，我国的历史书上没有漏掉一颗。这些 超新星中最有名的一颗是在 1054 年出现的，关于它，有一个漫长而又有趣的 故事。

公元 1054 年，那是我国的北宋朝代。有一天早晨，东方天空中的天关星 附近突然出现了一颗非常亮的星。它光芒四射，白天看起来像全天空最亮的

金星那样明亮。这样一连亮了 23 天才开始变暗，但是肉眼仍然能看到。一直 过了将近两年，它才消失掉。宋代的天文学家把它叫做“客星”。它也的确 像是星星大家庭里一位来了又走的客人。

这位客人走后，大约 700 年中，没有人再看到过它。一直到 18 世纪时， 有个英国人有一次用望远镜观察天空，就在这颗亮星曾经出现过的位置上， 看到了一团模模糊糊的气体云，样子活像一只张牙舞爪的螃蟹。后来有人给 它起了名字，就叫蟹状星云。不过起初大家也没怎么注意它。

有意思的是，又过了几十年后再来看时，发现这团气体云膨胀了，“螃 蟹”还越长越大呢。后来，天文学家们又进一步测量出了气体云膨胀的速度。 这个速度可真是大，每秒钟 1300 公里。知道了膨胀速度，再把气体云的大小 测量出来，就可以算出它是在什么时候开始膨胀的了。这样算出来这只“螃 蟹”是在 800 年以前开始膨胀的。这正好跟那颗亮星出现的时间——1054 年 非常符合。看来，这团气体云就是那颗超新星爆发后留下来的。

超新星的爆发是那样猛烈，把原来恒星的大部分物质，甚至是全部物质， 都给炸得粉碎，成了气体和尘埃，并且向四面八方飞散开去。所以在人们看 来就成了一团不断膨胀的气体云。原来的恒星毁灭了，它们在壮烈的爆发中 结束了自己的一生。而爆发所形成的气体和尘埃又可以作为产生新的恒星的 材料。

是“小绿人”在给我们发电报吗

在英国，曾经流传过一个“小绿人”的故事。说是在某一个遥远的星球 上，生活着一种人。可能是由于那个星球的万有引力很大，他们被吸得紧紧 的，个子都长不高。也可能是由于那个星球上的文明已经高度发达，那里的 人不需要进行多少体力劳动，所以他们的身体就退化了。不管是怎样吧，反 正是那种人的个子很矮小。另外，他们也不像地球上的人这样，要依靠一些 动物植物作食物来生存。他们的皮肤就和树叶一样是绿色的，所以能够像植 物那样，通过光合作用，吸收恒星的光的能量。也就是说，那种人不需要吃 东西就能生活。因为那种人个子小，皮肤绿，所以就叫他们“小绿人”。

1967 年 10 月，在英国的剑桥大学，一位年轻的女研究生，名字叫乔斯

林·贝尔，正在用一架射电望远镜进行天文研究工作。有一天晚上，她的仪 器突然接收到了一种很奇怪的无线电讯号。这种讯号时起时伏，断断续续， 是从太阳系以外的遥远空间发来的。贝尔继续观测，发现这种讯号每天晚上 都重复出现，而且总是出现在天空中同一个位置，这个位置是狐狸星座。可 是在这个位置上，以前从来不知道有任何能够发出无线电讯号的天体。