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  • 1 # 火星一號

    宇宙中的天體有很多種,這裡主要講一下恆星的尺寸是如何測量出來的。恆星的尺寸雖然都不小,但它們距離地球十分遙遠,透過望遠鏡觀測也只是小亮點,無法直接測出它們的大小。不過,恆星的光度與半徑存在直接的關係,所以只要測出恆星的光度,很容易就能得到恆星的半徑。那麼,恆星的光度是什麼意思呢?

    恆星的光度是指恆星在單位時間內釋放出的總能量,所以光度表示恆星的總功率,其單位為焦耳/秒(J/s)或瓦特(W)。由於恆星可視作黑體,其表面輻射就是黑體輻射,根據斯特藩-玻爾茲曼定律,恆星的光度與兩個物理量有關:表面積和表面溫度。假設恆星是一個完美的球體,則恆星的表面積與其半徑的平方成正比,所以恆星的半徑與光度存在直接關係,具體表達式如下:

    L=4πr^2σT^4

    其中L是恆星的光度,r是恆星的半徑,σ是斯特藩-玻爾茲曼常數(大小為5.67×10^-8 W/m^2/K^4),T是恆星的表面溫度(開氏溫標)。

    如上所述,由於恆星可視作黑體,透過觀測恆星的顏色就能準確地算出其表面溫度。溫度較低的恆星呈現紅黃色,溫度較高的恆星呈現藍白色。

    另一方面,透過測出恆星的距離(三角視差法、造父變星法等等)以及視星等,就能算出恆星的絕對星等M:

    M=m+5-5lgd

    其中m是恆星的視星等,d是恆星的距離(單位是秒差距)。

    再根據恆星的絕對星等,就能算出恆星的光度:

    L/Ls=2.512^(Ms-M)

    其中Ls是太陽的光度,Ms是太陽的絕對星等。

    知道恆星的光度和表面溫度之後,很容易就能算出恆星的半徑。例如,目前發現半徑最大的恆星——盾牌座UY,其光度為太陽的34萬倍(太Sunny度為3.828×10^26 W),表面溫度為3365 K,則可以計算出這顆恆星的半徑大約為太陽的1715倍。

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