宇宙中幾乎所有的東西都有質量，從原子和亞原子粒子（如大型強子對撞機所研究的粒子）到巨大的星系團。到目前為止，科學家所知道的沒有質量的東西只有光子和膠子。
宇宙中幾乎所有的東西都有質量，從原子和亞原子粒子（如大型強子對撞機所研究的粒子）到巨大的星系團。到目前為止，科學家所知道的沒有質量的東西只有光子和膠子。
- 上圖：大犬座 VY 是由盧瑟福天文臺拍攝的一顆位於大犬座的紅特超巨星。它是天文學家測量到的最大、質量最大的恆星之一。
太空中的天體非常遙遠，遠得難以想象，那麼，天文學家如何確定宇宙中物體的質量呢？
恆星和質量
假設一個典型的恆星相當大，通常比一個典型的行星大得多。為什麼要關心它的質量？知道這些信息很重要，因為它揭示了恆星演化的過去、現在和未來的線索。
天文學家可以使用幾種間接的方法來確定恆星質量。一種叫做引力透鏡的方法，測量被附近天體的引力彎曲的光的路徑。雖然彎曲的量很小，但是仔細的測量可以揭示出天體在拖拽時的引力質量。
典型恆星質量測量
直到21世紀天文學家才將引力透鏡應用於測量恆星質量。在此之前，他們必須依靠雙星來測量恆星的質量，所謂雙星是指兩顆圍繞一個共同的重心運行的恆星。雙星的質量對天文學家來說很容易測量。事實上，多恆星系統提供了一個如何計算其質量的教科書示例。這有點技術性，但值得研究，以瞭解天文學家在計算天體質量時必須做些什麼。
宇宙中幾乎所有的東西都有質量，從原子和亞原子粒子（如大型強子對撞機所研究的粒子）到巨大的星系團。到目前為止，科學家所知道的沒有質量的東西只有光子和膠子。
- 上圖：大犬座 VY 是由盧瑟福天文臺拍攝的一顆位於大犬座的紅特超巨星。它是天文學家測量到的最大、質量最大的恆星之一。
太空中的天體非常遙遠，遠得難以想象，那麼，天文學家如何確定宇宙中物體的質量呢？
恆星和質量
假設一個典型的恆星相當大，通常比一個典型的行星大得多。為什麼要關心它的質量？知道這些信息很重要，因為它揭示了恆星演化的過去、現在和未來的線索。
天文學家可以使用幾種間接的方法來確定恆星質量。一種叫做引力透鏡的方法，測量被附近天體的引力彎曲的光的路徑。雖然彎曲的量很小，但是仔細的測量可以揭示出天體在拖拽時的引力質量。
典型恆星質量測量
直到21世紀天文學家才將引力透鏡應用於測量恆星質量。在此之前，他們必須依靠雙星來測量恆星的質量，所謂雙星是指兩顆圍繞一個共同的重心運行的恆星。雙星的質量對天文學家來說很容易測量。事實上，多恆星系統提供了一個如何計算其質量的教科書示例。這有點技術性，但值得研究，以瞭解天文學家在計算天體質量時必須做些什麼。
雙星
首先，他們需測量多恆星系統中所有恆星的運行軌道。他們還需測算恆星的軌道速度，然後確定一個給定恆星繞一個完整軌道需要多長時間，這就是所謂的“軌道週期”。
計算天體質量
一旦所有這些信息都知道了，天文學家接下來會做一些計算來確定恆星的質量。他們可以使用公式V = SQRT(GM/R)，其中V是圓周線速度，SQRT是“平方根”，G是重力，M是質量，R是物體的半徑。通過重新排列方程來解質量M，這樣將物理問題轉化為代數問題。
因此，天文學家在不接觸恆星的情況下，利用數學和已知的物理定律來計算遙遠天體的質量。然而，不是每一個恆星都能按照該公式計算出其質量。在非雙星或多星系統中，還有其他物理量有助於天文學家計算出恆星的質量。例如，天文學家可以使用光度（在天文學中，光度是物體每單位時間內輻射出的總能量，即輻射通量。）和溫度來測量恆星的質量。不同光度和溫度的恆星質量有很大的不同。這些信息，當繪製在圖表上時，表明恆星可以根據溫度和亮度排列。
宇宙中幾乎所有的東西都有質量，從原子和亞原子粒子（如大型強子對撞機所研究的粒子）到巨大的星系團。到目前為止，科學家所知道的沒有質量的東西只有光子和膠子。
- 上圖：大犬座 VY 是由盧瑟福天文臺拍攝的一顆位於大犬座的紅特超巨星。它是天文學家測量到的最大、質量最大的恆星之一。
太空中的天體非常遙遠，遠得難以想象，那麼，天文學家如何確定宇宙中物體的質量呢？
恆星和質量
假設一個典型的恆星相當大，通常比一個典型的行星大得多。為什麼要關心它的質量？知道這些信息很重要，因為它揭示了恆星演化的過去、現在和未來的線索。
天文學家可以使用幾種間接的方法來確定恆星質量。一種叫做引力透鏡的方法，測量被附近天體的引力彎曲的光的路徑。雖然彎曲的量很小，但是仔細的測量可以揭示出天體在拖拽時的引力質量。
典型恆星質量測量
直到21世紀天文學家才將引力透鏡應用於測量恆星質量。在此之前，他們必須依靠雙星來測量恆星的質量，所謂雙星是指兩顆圍繞一個共同的重心運行的恆星。雙星的質量對天文學家來說很容易測量。事實上，多恆星系統提供了一個如何計算其質量的教科書示例。這有點技術性，但值得研究，以瞭解天文學家在計算天體質量時必須做些什麼。
雙星
首先，他們需測量多恆星系統中所有恆星的運行軌道。他們還需測算恆星的軌道速度，然後確定一個給定恆星繞一個完整軌道需要多長時間，這就是所謂的“軌道週期”。
計算天體質量
一旦所有這些信息都知道了，天文學家接下來會做一些計算來確定恆星的質量。他們可以使用公式V = SQRT(GM/R)，其中V是圓周線速度，SQRT是“平方根”，G是重力，M是質量，R是物體的半徑。通過重新排列方程來解質量M，這樣將物理問題轉化為代數問題。
因此，天文學家在不接觸恆星的情況下，利用數學和已知的物理定律來計算遙遠天體的質量。然而，不是每一個恆星都能按照該公式計算出其質量。在非雙星或多星系統中，還有其他物理量有助於天文學家計算出恆星的質量。例如，天文學家可以使用光度（在天文學中，光度是物體每單位時間內輻射出的總能量，即輻射通量。）和溫度來測量恆星的質量。不同光度和溫度的恆星質量有很大的不同。這些信息，當繪製在圖表上時，表明恆星可以根據溫度和亮度排列。
- 上圖：這個版本的赫茨普拉格-羅素圖（hertzprung-russell 圖）描繪了恆星的溫度與光度的關係。星圖中恆星的位置提供了它處於哪個階段的信息，以及它的質量和亮度。
真正的大質量恆星是宇宙中最熱的恆星之一。較小質量的恆星，如太陽，比特巨大恆星要“冷”。恆星溫度、顏色和光度的圖表稱為赫茨普拉格-羅素圖，根據定義，它還顯示了恆星的質量，這取決於它在圖表上的位置。如果它位於一條被稱為主序列的長而曲折的曲線上，那麼天文學家知道它的質量不會是巨大的，也不會太小的。最大質量和最小質量的恆星落在主序列之外。
恆星演化
天文學家對恆星的誕生、生存和消亡有很好的把握。這種生與死的順序被稱為“恆星演化”，恆星演化是恆星在生命過程中所經歷急遽變化的序列。預測恆星演化的最大因素是它誕生時的質量，即它的“初始質量”。低質量恆星通常比高質量恆星更冷、更暗。因此，通過觀察恆星的顏色，溫度，以及它在赫茨普拉格-羅素圖中的“居住地”，天文學家就能很好地瞭解恆星的質量。對已知質量的類似恆星（如上述雙星）進行比較，天文學家可以很好地瞭解給定恆星的質量，即使它不是雙星。
當然，恆星並不是“一輩子”都保持同樣的質量。隨著年齡的增長恆星的質量將逐漸變小，這些失去的質量是作為核燃料逐漸消耗，最終在生命的盡頭經歷巨大的質量損失。如果它們質量像太陽一樣，它們通常會形成行星狀星雲。如果它們的質量比太陽大得多，它們就會在超新星事件中消亡，在超新星事件中核心會坍塌，然後在災難性的爆炸中向外膨脹，把它們的大部分物質炸到太空。
宇宙中幾乎所有的東西都有質量，從原子和亞原子粒子（如大型強子對撞機所研究的粒子）到巨大的星系團。到目前為止，科學家所知道的沒有質量的東西只有光子和膠子。
- 上圖：大犬座 VY 是由盧瑟福天文臺拍攝的一顆位於大犬座的紅特超巨星。它是天文學家測量到的最大、質量最大的恆星之一。
太空中的天體非常遙遠，遠得難以想象，那麼，天文學家如何確定宇宙中物體的質量呢？
恆星和質量
假設一個典型的恆星相當大，通常比一個典型的行星大得多。為什麼要關心它的質量？知道這些信息很重要，因為它揭示了恆星演化的過去、現在和未來的線索。
天文學家可以使用幾種間接的方法來確定恆星質量。一種叫做引力透鏡的方法，測量被附近天體的引力彎曲的光的路徑。雖然彎曲的量很小，但是仔細的測量可以揭示出天體在拖拽時的引力質量。
典型恆星質量測量
直到21世紀天文學家才將引力透鏡應用於測量恆星質量。在此之前，他們必須依靠雙星來測量恆星的質量，所謂雙星是指兩顆圍繞一個共同的重心運行的恆星。雙星的質量對天文學家來說很容易測量。事實上，多恆星系統提供了一個如何計算其質量的教科書示例。這有點技術性，但值得研究，以瞭解天文學家在計算天體質量時必須做些什麼。
雙星
首先，他們需測量多恆星系統中所有恆星的運行軌道。他們還需測算恆星的軌道速度，然後確定一個給定恆星繞一個完整軌道需要多長時間，這就是所謂的“軌道週期”。
計算天體質量
一旦所有這些信息都知道了，天文學家接下來會做一些計算來確定恆星的質量。他們可以使用公式V = SQRT(GM/R)，其中V是圓周線速度，SQRT是“平方根”，G是重力，M是質量，R是物體的半徑。通過重新排列方程來解質量M，這樣將物理問題轉化為代數問題。
因此，天文學家在不接觸恆星的情況下，利用數學和已知的物理定律來計算遙遠天體的質量。然而，不是每一個恆星都能按照該公式計算出其質量。在非雙星或多星系統中，還有其他物理量有助於天文學家計算出恆星的質量。例如，天文學家可以使用光度（在天文學中，光度是物體每單位時間內輻射出的總能量，即輻射通量。）和溫度來測量恆星的質量。不同光度和溫度的恆星質量有很大的不同。這些信息，當繪製在圖表上時，表明恆星可以根據溫度和亮度排列。
- 上圖：這個版本的赫茨普拉格-羅素圖（hertzprung-russell 圖）描繪了恆星的溫度與光度的關係。星圖中恆星的位置提供了它處於哪個階段的信息，以及它的質量和亮度。
真正的大質量恆星是宇宙中最熱的恆星之一。較小質量的恆星，如太陽，比特巨大恆星要“冷”。恆星溫度、顏色和光度的圖表稱為赫茨普拉格-羅素圖，根據定義，它還顯示了恆星的質量，這取決於它在圖表上的位置。如果它位於一條被稱為主序列的長而曲折的曲線上，那麼天文學家知道它的質量不會是巨大的，也不會太小的。最大質量和最小質量的恆星落在主序列之外。
恆星演化
天文學家對恆星的誕生、生存和消亡有很好的把握。這種生與死的順序被稱為“恆星演化”，恆星演化是恆星在生命過程中所經歷急遽變化的序列。預測恆星演化的最大因素是它誕生時的質量，即它的“初始質量”。低質量恆星通常比高質量恆星更冷、更暗。因此，通過觀察恆星的顏色，溫度，以及它在赫茨普拉格-羅素圖中的“居住地”，天文學家就能很好地瞭解恆星的質量。對已知質量的類似恆星（如上述雙星）進行比較，天文學家可以很好地瞭解給定恆星的質量，即使它不是雙星。
當然，恆星並不是“一輩子”都保持同樣的質量。隨著年齡的增長恆星的質量將逐漸變小，這些失去的質量是作為核燃料逐漸消耗，最終在生命的盡頭經歷巨大的質量損失。如果它們質量像太陽一樣，它們通常會形成行星狀星雲。如果它們的質量比太陽大得多，它們就會在超新星事件中消亡，在超新星事件中核心會坍塌，然後在災難性的爆炸中向外膨脹，把它們的大部分物質炸到太空。
蟹狀星雲的合成圖像，一個超新星的殘餘物，預示著一顆非常大的恆星的死亡。
通過觀察像太陽一樣消亡或在超新星中消亡的恆星類型，天文學家可以推斷出其他恆星會做什麼。天文學家瞭解這些天體的質量，他們知道其他質量相似的恆星是如何演化和死亡的，因此因此他們可以根據對天體的顏色、溫度和其他方面的觀察，做出一些相當好的預測，幫助他們瞭解自己的質量。
觀測恆星比收集數據更重要。天文學家得到的信息被摺疊成非常精確的模型，幫助他們準確地預測銀河系和整個宇宙中的恆星在誕生、年齡和死亡時將做什麼，所有這些都基於它們的質量。最後，這些信息還幫助人們更多地瞭解恆星，尤其是我們的太陽。
有關天體質量，你應該快速知道的事實
- 恆星的質量是許多其他特徵的重要預測指標，包括恆星的壽命。
- 天文學家使用間接的方法來確定恆星的質量，因為它們不能直接接觸它們。
- 一般來說，質量大的恆星比質量小的恆星壽命短。這是因為他們消耗核燃料的速度要快得多。像我們的太陽這樣的恆星是中等質量的，在幾千萬年後，它們的結束方式與大質量恆星自爆的方式大不相同。
相關推薦
