恒星的大小——巨人与矮子

地球上的人类身高若相差 1 倍，就已使人惊奇不已，然而天上的星星，其大小的差别才真达到了惊人的程度。在本阳系中，地球与太阳在直径上相差 109 倍，这是行星与恒星的差异，这算不了什么。在宇宙中，即使是在恒星之间，由于它们所处的环境以及它们发展阶段的悬殊不同，其大小的差别以数 10 亿倍来计算的。恒星依光度的大小，我们把它分为两类。光度大的 O 型、B 型星及红巨星，其光度比太阳要大千倍、万倍堪称星界的“巨人”。而红矮星、白矮星则处在另一个极端，它们和太阳相比，显得暗淡无光，被喻为恒星界的“矮子”。

人的高矮是靠身高来区别的，恒星的大小有无差异呢？换句话来说，怎样才能测得恒星的大小呢？这个问题，是古人所思虑不到的。只有到了现代，随着科学技术和人类探测宇宙的不断发展，人类才真正研究起这个问题来。恒星距离的测量、恒星光谱秘密的揭示，为测得恒星的大小提供了可能。

为了测量恒星的距离已经使天文学家费了九牛二虎之力，要测量恒星的大小就更加困难了。因为它们离人类实在太远了。太阳和月亮是我们能直接看出圆面的天体，它们的

视角直径（即直径对人眼所张的角度），大约为半度左右。人眼的分辨本

领是有限的，再远的行垦，人眼就无法看出它的圆面了。金星离地球紧近时约有 1 分的张角，就已超出人眼的分辨能力。望远镜可以增加人眼的分辨能力。通过不大的望远镜，我们可以看到金星的圆面，它和月亮一样，也有盈亏变化。最远的冥王星在大望远镜里，尚能见到小小的圆面（最大角直径约为 0″22）。利用望远镜上附装的测角仪器，可以测出它圆面的角直径。

可是，恒星离我们太远，角直径大小。即使用最大的望远镜去看，也只是一个个光点。使用高倍率的目镜，以增大放大的倍率，除了星象变得模糊以外，依然看不出什么圆面来，难道真的无能为力了吗？不！人类探索的天性不是这样的。

第一次直接测量恒星直径工作是本世纪二十年代完成的。美国著名物理学家迈克耳孙和天文学家皮斯根据光的干涉原理，设计了一具干涉仪。它和

2.5 米的望远镜装在一起。这个干涉仪有 6 米长的钢架，架子两端各有一个可以自由滑动的平面镜。星光经过它们的反射后到达望远镜里发生于涉，这时可以看到带有细的干涉条纹的圆面。移动两面平面镜，达到一定距离，这些干涉条纹就会消失。记下这个距离，再根据干涉理论就能算出恒星的角直径来。测得恒星的角直径，又知道它跟地球的距离，就能算出恒星的线直径来。

织女星的距离为 8.1 秒差距（1 秒差距等于 3.26 光年），经过计算，我

们知道它的直径为太阳的 3 倍。天上有一些红色的、热度并不高的庞大恒星，它们的直径一般都比太阳大数十倍到数百倍。猎户座的参宿四的直径就至少是太阳的 300 多倍，如果把太阳系装入参宿四的躯体，那么从太阳到火星以

内的行星都是在其躯壳内运行。

但是这颗巨星想参加恒星间的体积比赛，还不够资格。现代天文学家发现武仙星座α星的直径竟是太阳的 20 万倍，其体积则超过太阳的 8 万亿倍。如果我们把地球比做一粒米的话，太阳就像一颗人头，而这颗星却有半个香港那么大。还有更大的星，如剑鱼座 S 星的直径比太阳要大 1400 万倍，由于球体的体积与直径的三次方成比例，按此计算，这颗巨星的肚子里可以装进30 万万个太阳。其差异该有多大！

但是在宇宙中，太阳也不算是恒星的“侏儒”。比太阳小的矮星为数更多，红矮星的直径只有太阳的几分之一到几十分这一。白矮星就更小了，它的直径最小的只有太阳的 1／300，也就相当于地球的 1／3，小虽小，但它们本身也发光发热，因此还在恒星之列。

由此可见，巨星和矮星个儿相差之大，比鲸鱼和跳蚤的身躯差别还要大。