多到数不清的恒星
你有没有尝试过在晴朗的夜晚数星星?即使在远离城市灯光的黑暗地方,你也只能用肉眼看到大约5,000颗星星。这听起来可能很多,但只是实际存在的所有星星中极小的一部分。科学家估计可观测宇宙中大约有2,000亿亿颗恒星。这个数字如此巨大,如果你试图每秒数一颗星,需要数万亿年才能数完。
我们的家园银河系包含1000亿到4000亿颗恒星。太阳只是其中一颗普通的恒星。银河系中大多数恒星距离太远、亮度太低,我们不用望远镜就无法看到它们。银河系的形状像一个有旋臂的扁平圆盘,我们的太阳系位于距中心大约三分之二的地方。当你仰望夜空中那条延伸的乳白色光带时,你实际上是在看我们自己银河系中数百万颗遥远恒星的综合光芒。
银河系只是数十亿个星系中的一个。使用哈勃太空望远镜的天文学家估计,可观测宇宙中至少有2000亿个星系。有些星系比我们的大得多,而另一些是只有几十亿颗恒星的小矮星系。2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜帮助科学家发现了宇宙历史早期形成的星系。这些星系中的每一个都拥有数百万、数十亿甚至数万亿颗恒星。
由于没有人能真正数清每一颗恒星,科学家使用巧妙的方法来估算总数。他们测量一个星系的亮度和质量,来大致计算它包含多少颗恒星。他们还详细研究附近的太空区域,然后将发现的规律推算到整个宇宙。哈勃和詹姆斯·韦伯等强大的太空望远镜可以深入太空,观测极其遥远的星系。这些观测帮助天文学家随时间不断完善他们的估算。
不是所有的恒星都一样。有些是红矮星,体积小、温度低且非常常见——它们约占银河系所有恒星的70%。其他是质量巨大的蓝巨星,燃烧极热、极亮,但寿命要短得多。我们的太阳是一颗中等大小的黄色恒星,有时被称为黄矮星。恒星的颜色也因表面温度不同而各异,从温度较低的红色恒星到温度极高的蓝白色恒星。恒星种类繁多,意味着宇宙中充满了各种各样不同的太阳。
宇宙中大多数恒星对我们来说是不可见的,即使用望远镜也看不到。红矮星非常暗淡,只有当它们离地球相对较近时才能被探测到。许多恒星隐藏在阻挡其光线的厚重气体和尘埃云后面。有些恒星太遥远,它们的光还没有到达我们这里。科学家认为,实际存在的恒星数量可能远超目前的估算,隐藏在我们尚未能够观测到的宇宙部分中。
宇宙中恒星的估计数量在历史上发生了多次变化。古代人认为只有几千颗恒星,因为那是他们所能看到的全部。当伽利略在1610年首次使用望远镜时,他发现银河系是由无数颗单独的恒星组成的。20世纪20年代,天文学家埃德温·哈勃证明了我们银河系之外还存在其他星系。如今,随着更先进的望远镜和技术的发展,科学家们在发现新的星系、了解更多关于恒星如何形成和消亡的同时,继续更新他们的估算。
新的恒星正在被称为星云的巨大气体和尘埃云中形成。从地球上可以看到的猎户座星云,是新恒星正在诞生的著名地方之一。与此同时,老恒星也在消亡——有些悄然消逝,而另一些则以壮观的事件(称为超新星)爆炸。科学家估计银河系中每年大约有三颗新恒星诞生。这意味着宇宙中的恒星总数一直在缓慢变化,新的不断出现,旧的逐渐消亡。