（一）恒星

恒星是宇宙中最重要的天体，它集中了宇宙中相当部分的质量。恒星是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。构造恒星的气体主要是氢，其次是氦，其它元素很少。我们的太阳就是一颗既典型又很普通的恒星。

拥有巨大的质量是恒星能发光的基本原因。由于质量大，内部受到高温高压的作用，导致进行由氢聚变为氦的热核反应，释放出巨大的能量，以维持发光。恒星的温度愈高，向外辐射能量的电磁波波长愈短，因而颜色发蓝； 相反，颜色发红。恒星的质量相差不大，多在 0.1～10 倍太阳质量之间；恒星的体积却相差非常悬殊，大的恒星直径为太阳的 2 000 倍左右，小的恒星

直径小于 1000 km，比月球还小；因此，恒星的平均密度相差也很悬殊。恒星的距离都非常遥远。太阳是距地球最近的恒星，太阳光到达地球需

走 8 分多钟；而距离太阳最近的恒星——半人马座α星（即比邻星）发出的光，到达地球需要走 4.3a（即距离为 4.3l.y.）。由于恒星间距离太遥远， 以至在短时间内肉眼观察不出恒星间位置的相对变化，因而有“恒星”之称。但实际上所有恒星都在宇宙中以不同速度和方向运动着。如我们所熟悉的北斗七星，现在看起来排列得像勺子的形状，但在 10 万年以前和 10 万年以后形状却与现在不同，这是因为北斗七星各成员运动的方向、速度不同所造成的（图 1.1）。

在地球上用肉眼观察到的恒星的明亮程度被称为亮度。古代人们将恒星的亮度分为 6 个等级，称为视星等。其中把 15 个最亮的恒星称一等星，而把正常视力所能辨认的最暗的

星称六等星。后来，由于光学和光学仪器的发展，人们测定了视星等和亮度的数量关系：即一等星比六等星亮 100 倍，视星等每差一等，亮度就差

2.512 倍。恒星的亮度受恒星到地球距离远近不同的影响，因而并不完全代表恒星本身的真正发光能力。恒星本身的发光能力被称为光度，光度的等级则称为绝对星等。

大多数恒星的特征是大同小异的，但有少数恒星在某些方面是与众不同的。如大多数恒星的光度在短时期内几乎是不变的，太阳就是这样。但是， 有些恒星在几年、几日甚至几小时内就会发生明显的、特别是周期性的变化， 这样的恒星叫变星。变星分三类，即几何变星、脉动变星和爆发变星。几何变星是指因几何位置变化而发生变光现象的变星。脉动变星是因为星体本身的周期性的膨胀和收缩而发生光度变化的变星，它们在膨胀的时候就变得明亮，反之在收缩的时候就变得阴暗。爆发变星是因为星体本身的爆发现象而发生光度突然变化的变星。普通的爆发变星叫新星，它们的光度在几天内突然增加而由暗星变为亮星，甚至由看不见的星变成明亮的恒星，以后在几个月到几年的时间内它们的光度逐渐下降到爆发前的状态。比新星爆发更为剧烈的星叫做超新星。一般来说，恒星的光度既同表面温度有关，也与表面积

（体积）有关。在体积相似时，恒星温度愈高则光度就愈大；而在温度相似时，恒星体积愈大光度也愈高。有些恒星的温度并不很高，但由于体积大、密度低而具有很高的光度，这样的恒星称为巨星；另有一些恒星温度很高， 但由于体积很小、密度很高而光度很低，这样的恒星称为白矮星。