星星王国的 5 个“小矮人”
说起小矮人,你首先想到的一定是安徒生童话《白雪公主》中的七个小矮人。你可知道星星王国中也有五个“小矮人”吗?它们就是黄矮星、红矮星、白矮星、褐矮星、黑矮星。
所谓“矮”,是说这类星的个头,也就是体积小。这些矮星前面的“黄、红、白、褐、黑”五色则是表明它们不同的热度和亮度。
天文学家把恒星的一生分为早型星、中型星和晚型星三个阶段。黄矮星、红矮星属于中型星(也称主序星)这一阶段中的两类星,如太阳就是一颗黄矮星,当恒星演化为主序星时,它的亮度强弱由恒星质量决定。质量大于太阳 20 倍左右的主序星为亮度和温度很高的蓝巨星或蓝白巨星;质量与太阳相仿的主序星成为亮度和表面温度与太阳一样的黄矮星;质量小于太阳的主序星则是亮度很小、表面温度很低的红矮星,如著名的巴纳德星。
而白矮星属于晚型星这一阶段中的一类。一般白矮星的体积同地球相似,是太阳的 1/1000000 或 1/2000000 ;最小的白矮星只是太阳的1/10000000。白矮星虽小,但表面温度能高达 10000℃以上,其亮度比太阳还强。而且“体重”极大,以白矮星天狼星的伴星为例,它身上黄豆粒般大小的东西足有 1 吨多重,它的体积虽与地球相仿,重量却是地球的 30 万倍。
据估计,宇宙间的白矮星数目相当惊人,仅银河系就约有 100 亿颗。
褐矮星,并不是真正的恒星。它是白矮星演变到后期,能量逐渐释散、表面温度变冷、亮度变暗而形成的。褐矮星的表面温度只有 1000℃左右。它的能量大部分以红外线形式辐射出去。看起来近乎于红褐色,所以有褐矮星之称。褐矮星不仅体积小,而且光线又极暗,所以很难观测到。直到 20 世纪
80 年代,天文学家才真正发现了一颗。该天体编号为 VB8B。它的直径只是太阳的 1/120000。质量是太阳的 1/100,表面温度 1100℃。尽管它距离地球才 21 光年,却暗得无法用普通望远镜观测到。
褐矮星继续渐渐冷却下来,光线也越来越暗,最终演变成体积更小、密度更大、完全不发光的黑矮星。
也可以说,白矮星、褐矮星、黑矮星同属于恒星晚年阶段的三个演变时期,是恒星走向寿终正寝的三部曲。