恒星的质量——火柴盒的怪事

就像医生给人检查身体一样，天文学家除了给星星测量距离、大小以外，还要给星星测量体重。听起来，这似乎是难以想象的事情，既然恒星离我们那么远，个子又那么大，什么样的秤能量出他们的体重呢？别着急，科学家总是能琢磨出办法来。

在太空中，有一类名为双星的星，它们整天成双成对地在一起转悠。测量了有关双星的运动的足够数据后，应用万有引力定律和行星运动定律，就可以把每一颗星的质量计算出来。那么恒星质量之间的差别是否也像它们体积之间差别那

么大呢？完全出乎你的意料，它们质量上的差别并不很大。一般恒星的质

量和太阳差不多。大部分在太阳质量的 0.4 到 4 倍之间。它们最大的质量不

超过太阳质量的 100 倍左右，最小的质量也不低于太阳质量的几十分之一。恒星的质量是一个颇为重要的物理量。恒星的质量，如果太小，小于太

阳质量的 0.7 倍的话，它的内部就难以发生热核反应来维持它发光发热，它就不成为恒星了。反之，如果恒星的质量过大，这样大、这样重的家伙，在天球上又不断地运动，恒星本身也就没有什么力量能保持原状，只好分离瓦解了。所以恒星的质量深刻地反映了物质世界的量变、质变规律。

知道了恒星的体积和质量后，我们就能够计算出它们的密度。其公式为D＝M／V。D 是密度，M 是质量，V 是体积。太阳的平均密度是 1.4 克／厘米 ³，地球为 5.5 克／厘米 ³。一般的恒星，密度差异也不大。可是对于巨星和矮星来说，由于它们体积差异的悬殊，其密度的差异也非常惊人。

白矮星是体积极小的星。天狼伴星是第一颗发现的白矮星，它的半径只有太阳的 1／45，体积为太阳的 1／90，000。可是其质量和太阳却差不多，因此其密度即是太阳的 9 万倍，即天狼伴星的密度为 126 千克／厘米 ³。如

果在小小的火柴盒里装满了这种物质，它会有 3 吨重。呵，你能拿得动吗？它得用吊车拉，用卡车运了。这还不算最大的，有一种白矮星，体积只有地球那么大，而质量却比太阳还要大几倍，它的平均密度，大到近乎神话的地步，是水密度的数千万倍。打个比喻说，如果取一小指头大小的这种物质拿到地球上来，它就可以达到几十吨重，须用火车车皮才能载得动。一个 100 多斤重的人，

到子白矮星上，就会变成几十万吨重！几十万吨的重力，立刻就要把他压成一片薄饼。

自然界里竟有如此巨大密度的物质，简直是令人咋舌不已，难以相信。连天文学家也感到意外。可是测量、计算—一经过检验，并没有错误。因此，人类不得不相信，在宇宙中，确实存在着如此高密度的物质。现代物理学家根据原子结构理论，对它作了很好的说明。

另一方面，巨星的身躯异常庞大，而质量却仅比太阳大几倍，其密度极低。红巨星的平均密度只有水的 1／100。更有甚者，只有水的 1 亿分之一，比地球上的空气还要稀上几万倍！它们仅是一团庞大、稀薄而又炽热的气体球。