天空中还有多少星星?

大科技大科技 大科技 2017-02-17 2443 0

夜幕中的点点繁星,亮晶晶地挂在天空上,非常美丽梦幻,这些夜幕中的小精灵曾启发了诗人和音乐家,成为了文学和诗歌创作的浪漫元素。
然而,在我们憧憬着“星辰与大海”时,另外一些人会告诉你一个“毁童年”的事情:星星发出的光需要几百万光年甚至更长时间才到达地球,我们今天看到的星空,是几百万年前宇宙的样子。换句话说,你看到的星星可能已经死了,就像你的梦想一样。
这无疑又是一碗不得不喝下的心灵“毒鸡汤”,许多人也许会感觉到无比的绝望。那么,我们看到的星星真的都只是幻影吗?

天空中还有多少星星?

 

天空中有多少颗星星

星星,一般说的是除太阳和月亮外,晚上在天空中可以看到的一点一点的光亮小点,这些小点实际上是离我们很远的星球。所以,如果要弄清楚这个问题,我们有必要弄清楚在宇宙里,人们能观测到多少颗星球。
银河系为直径大概12万光年的棒旋星系,地球所在的太阳系位于银盘内,距离银河中心2.7万光年。银河系中,天文学家估计大约有多达4000亿颗不同大小和亮度的星球,这些星球一些是超级巨星,如参宿四、参宿七,另外一些是像太阳一样中等大小的恒星,而在银河系中,大多数恒星是昏暗、质量小的红矮星。
当我们通过大型的望远镜观看时,我们可以看到在天空中还有一些模糊的云雾状星系,它们是位于银河系之外的河外星系,这些巨大的结构和银河系类似,同样有许多星球。在那儿,有螺旋星系,螺旋星系那里有超过一万亿个星球,还有包含超过100万亿个星球的巨型椭圆星系,以及非常多的矮星系。那么,宇宙里有多少个星系呢?
在可观测到的宇宙中,根据天文学家计算,有大概1700亿个星系。如果你将我们星系的星球数量与宇宙里的星系相乘,系外星球的数量将高达1024个 。但这还只是一个最低的星球数量,这些星球位于人类望远镜可观测的宇宙范围内,很有可能宇宙里的星球比这个多得多,只是因为我们无法观测到,甚至也有可能宇宙是无限延伸的,星球的数量也是无限的。
虽然系外星球数量惊人,不过,由于它们都过于遥远,对于我们普通人来说,用肉眼是没法观测到这些穿越时空的“星星”的。那么,我们普通人看到的又是哪些星星呢?

星星大多数都位于银河系

夜空中,我们肉眼看到的亮晶晶的星星都位于银河系内。
这些星星大致可以分为两类,一种是我们太阳系内的行星,肉眼能看见的共有五个,分别是水星、金星、火星、木星和土星,这些行星距离地球很近,比如像火星,离地球最近时,光传过来的时间只需要3分钟,所以,我们大可不必关心这些行星是不是不存在了。
让人关心的是另外一类,像太阳一样的恒星,这些恒星距离地球很远,以至人类的最长距离单位千米都没法衡量,得用星际之间的距离单位光年来计算,它们是否还存在呢?
虽然银河系的直径达到了12万光年,实际上人们裸眼能看到的大多数星星离地球只有几百光年远,甚至更近。当然了,还有少数是成千上万光年远的星星。比如,人裸眼能看到的最遥远的星星是仙后座的华盖三 ,距离地球1.6万光年。1万多年听起来似乎很漫长,但对于一般寿命长达几百万年的恒星来说,1万多年也不算什么。
然而,仅仅凭距离的远近还没法完全判断我们看到的星星是否存在,因为一些恒星还可能会突然死亡,爆发成超新星。

恒星的死亡

一般,恒星的爆炸会经历一些特殊的阶段:
扩展成一个红色的巨人并开始燃烧氦气;
烧穿其核心中的氦气并开始融化碳;
烧穿其核心的碳并开始熔化氧和更重的元素,直到硅产生铁、镍和钴;
只有当核心完全耗尽可熔材料时,核心才会内爆,导致超新星爆炸。
理论上说,这些恒星死亡的“预兆”有很多,但其实很难通过望远镜,判断一个星星处于它生命的哪一个阶段,以及它什么时候成为超新星。比如像海山二这样的大质量恒星,距离地球大约7500~8000光年,质量是太阳的100倍,亮度则是太阳的100万倍以上,在大约165年前,曾爆发过。现在所在的位置仍然很亮,天文学家猜测它可能已经爆炸死亡,或者它可能继续在燃烧。在几百个星星中只有一个类似海山二的大质量恒星,足够大到能突然死亡。其余的恒星要花费数万年的时间,才会塌成一个白矮星。
不巧的是,大质量的恒星往往异常明亮,所以,在夜空中,当我们看到的一些亮晶晶的星星时,更有可能遇到的是大质量恒星。那么,它们有多少颗可能已经突然死亡,变成了超新星呢?
考虑到人类肉眼的限制,人类能裸眼能看见的恒星距离地球平均距离大概为4000光年远,在整个夜空中,研究者推测,可能只有25个这样的超新星候选者,它们已经爆发成超新星的概率更小,大概只有1%~10%。
这样,我们就可以推算出天空中有多少星星存在了。根据天文学家计算,如果南北半球观察(在地球上一个点,同时只能看到一半的天空,也就只能看到天球上的一半),一个人的裸眼视力正常,周围观星环境理想,比如很黑暗,没有光污染,没有云,没有月亮,人类的眼睛一共可以辨别的星星数量超过9000颗。所以,除了可能已经是超新星的“大个恒星”,夜空中的星星99%以上是存在的。
而如果我们借助望远镜,会看到更多银河系内的星星,比如借助双筒望远镜,可以看到约9万~20万颗星星,当望远镜直径为3英寸,可以让我们看到超过500万颗星,直径扩大为15英寸,将能看到银河系中大约3800万颗星。这时,我们又会遇到多少个死亡星球呢?
研究者认为,在银河系中,一般望远镜看到的都是距离地球大概4万光年的星星,这些星星大概有200~400亿颗,也许只有几十万个星星是死星,换句话说,一百万个星星中只有一个是死星。
所以,无论是裸眼看夜空也好,借助望远镜看银河系内的星星也好,我们看到的漂亮的星星,它们基本上没有消失,依然挂在天上,就像它们曾经陪伴人类度过的美好时光一样,在未来,它们还将陪伴着人类走过更长的时光。

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