雙 星

根 據 雙 星 發 現 的 經 過 ， 我 們 可 以 把 雙 星 分 為 五 類 ， 有 些 雙 星 系 統 可 同 時 屬 於 超 過 一 種 類 型 。

• 目 視 雙 星 ： 若 雙 星 中 所 有 成 員 皆 可 以 看 得 到 ， 我 們 便 稱 之 為 目 視 雙 星 。 要 注 意 的 是 ， 看 來 緊 靠 在 一 起 的 星 並 不 等 於 它 們 之 間 果 真 有 甚 麼 引 力 關 係 ， 它 們 可 能 其 實 相 隔 甚 遠 ， 只 是 剛 好 在 同 一 方 向 罷 了 ， 我 們 稱 這 種 假 雙 星 為 光 學 雙 星 ， 例 子 有 下 台 二 ( 大 熊 座 ) ， 這 種 「 雙 星 」 沒 有 任 何 物 理 上 的 重 要 性 。
  

• 分 光 雙 星 ： 有 些 雙 星 十 分 遙 遠 ， 又 或 者 太 緊 靠 在 一 起 ， 即 使 用 望 遠 鏡 也 無 法 把 他 們 分 解 開 來 。 雖 然 我 們 不 能 直 接 測 知 這 是 雙 星 ， 但 我 們 仍 可 以 從 研 究 它 們 的 光 譜 得 知 很 多 有 用 的 資 料 。 雙 星 系 統 的 軌 道 運 動 所 造 成 的 多 普 勒 效 應 ( 請 參 閱 第 五 章 ) ， 會 令 光 譜 中 的 吸 收 線 產 生 周 期 性 的 偏 移 ， 讓 我 們 得 知 這 系 統 的 公 轉 周 期 。 這 些 利 用 光 譜 分 析 發 現 的 雙 星 稱 為 分 光 雙 星 。
• 食 雙 星 ： 有 些 雙 星 系 統 ， 其 中 一 顆 星 會 在 另 一 顆 星 前 經 過 ， 產 生 周 期 性 的 光 度 變 化 ， 我 們 稱 這 種 雙 星 為 食 雙 星 ， 基 本 上 我 們 可 以 把 食 雙 星 看 成 為 目 視 雙 星 的 一 種 。 食 雙 星 是 變 星 的 一 種 。 下 圖 是 典 型 食 雙 星 大 陵 五 的 圖 解 及 變 光 曲 線 。
  

• 相 接 雙 星 ： 這 種 雙 星 系 統 ， 子 星 間 的 距 離 十 分 接 近 ， 強 大 的 引 力 不 單 只 把 恆 星 拉 扯 至 變 形 ， 更 造 成 子 星 間 出 現 物 質 交 換 ， 把 兩 星 連 接 起 來 。
• 天 體 測 量 雙 星 ： 有 時 雙 星 的 其 中 一 位 成 員 會 由 於 某 些 原 因 而 不 可 見 ， 但 我 們 仍 可 憑 藉 恆 星 在 天 空 的 移 動 情 況 得 知 伴 星 的 存 在 。 由 於 雙 星 會 繞 著 共 同 質 心 運 行 ， 所 以 假 若 某 星 有 隱 形 伴 侶 ， 它 便 會 以 波 浪 形 而 非 一 般 的 直 線 運 行 。 天 狼 星 的 伴 星 就 是 用 這 個 方 法 發 現 的 。

變 星

• 食 變 星 ： 這 是 食 雙 星 所 造 成 的 假 變 星 。 當 子 星 經 過 伴 星 的 前 後 ， 由 於 兩 星 重 疊 ， 所 以 整 體 亮 度 會 下 跌 ， 再 加 上 雙 星 的 運 動 是 周 期 性 的 ， 所 以 光 變 曲 線 亦 會 出 現 同 一 周 期 的 變 動 。 要 注 意 的 是 ， 並 不 是 所 有 雙 星 系 統 都 是 食 變 星 ， 互 掩 現 象 的 出 現 主 要 取 決 於 雙 星 軌 道 平 面 的 傾 角 。
• 脈 動 變 星 ： 和 食 變 星 不 同 的 是 ， 有 些 恆 星 的 光 度 變 化 是 內 部 因 素 所 造 成 的 。 例 如 脈 動 變 星 就 是 恆 星 本 身 不 斷 膨 脹 收 縮 ， 造 成 光 度 亦 出 現 相 應 的 變 化 。
  

  最 著 名 的 變 星 類 型 莫 過 於 造 父 變 星 ， 上 圖 便 是 這 類 變 星 的 典 型 光 變 曲 線 。 它 們 的 光 變 周 期 由 數 日 至 數 月 不 等 。 最 特 別 的 是 ， 它 們 的 光 變 周 期 和 光 度 有 直 接 的 關 係 ， 周 期 越 長 ， 亮 度 越 大 。 所 以 ， 只 要 知 道 某 一 造 父 變 星 的 周 期 ， 我 們 便 可 得 知 它 的 絕 對 星 等 ， 只 要 和 它 的 視 星 等 作 比 較 ， 便 可 以 求 得 它 和 我 們 的 距 離 。

  但 你 可 能 會 問 ： 「 我 們 怎 樣 得 知 造 父 變 星 的 光 變 周 期 ─ 光 度 關 係 ？ 」 要 弄 清 這 個 關 係 ， 我 們 要 知 道 不 同 造 父 變 星 的 光 度 和 光 變 周 期 數 據 ， 量 度 光 變 周 期 當 然 不 是 問 題 ， 但 要 得 知 一 顆 恆 星 的 光 度 ， 我 們 首 先 要 得 知 它 的 距 離 ， 這 時 便 須 借 助 好 像 視 差 法 等 其 他 量 度 天 體 距 離 的 方 法 。 事 實 上 ， 科 學 家 首 先 找 一 些 離 我 們 較 近 的 造 父 變 星 ， 找 出 它 們 的 光 變 周 期 與 光 度 的 關 係 ， 然 後 假 設 這 個 關 係 對 遙 遠 的 同 類 變 星 依 然 適 用 。 利 用 已 知 而 可 靠 量 度 近 距 離 天 體 的 量 天 尺 ， 去 校 準 量 度 更 遠 距 離 天 體 的 量 天 尺 ， 是 科 學 家 常 用 的 慣 技 。 要 量 度 茫 茫 宇 宙 中 不 同 天 體 的 距 離 ， 科 學 家 往 往 須 要 用 到 不 同 的 量 天 尺 ， 原 因 是 根 本 沒 有 一 種 量 天 尺 可 以 對 所 有 距 離 天 體 同 樣 有 效 。 不 同 的 量 天 尺 組 成 了 一 套 完 整 的 量 天 階 梯 ， 而 造 父 變 星 便 是 這 階 梯 中 不 可 或 缺 的 其 中 一 環 。

  鳴 謝﹕ STScI.

• 爆 發 變 星 ： 脈 動 變 星 的 光 度 會 周 期 性 地 改 變 ， 但 有 一 些 恆 星 的 光 度 會 在 毫 無 先 兆 下 變 得 光 芒 萬 丈 ， 這 種 恆 星 ─ 包 括 新 星 和 超 新 星 ─ 皆 統 稱 為 爆 發 變 星 。 新 星 通 常 是 雙 星 ， 物 質 會 由 一 顆 子 星 轉 移 至 另 一 顆 子 星 ， 當 目 的 地 恆 星 表 面 上 或 附 近 積 聚 了 足 夠 的 物 質 時 ， 便 會 發 生 爆 炸 。 至 於 超 新 星 ， 我 們 會 在 第 十 六 章 論 及 。
  

星 團

星 團 分 為 二 種 ：

• 疏 散 星 團 ： 疏 散 星 團 包 含 數 百 顆 成 員 星 ， 星 齡 一 般 較 淺 。 疏 散 星 團 的 直 徑 一 般 少 於 100 光 年 。 由 於 成 員 星 距 離 較 遠 ， 組 織 鬆 散 而 形 狀 不 規 則 ， 所 以 稱 為 疏 散 星 團 。 M45 金 牛 座 七 姊 妹 星 團 便 是 其 中 一 個 著 名 例 子 。

  鳴 謝﹕ 美 國 太 空 總 署 (NASA)

• 球 狀 星 團 ： 球 狀 星 團 在 100 光 年 範 圍 內 ， 便 已 緊 密 地 擠 了 超 過 一 萬 顆 恆 星 。 和 疏 散 星 團 相 比 ， 星 齡 一 般 較 老 。 著 名 例 子 包 括 M80 天 蝎 座 球 狀 星 團 。

  鳴 謝﹕ STScI.

星 雲

鳴 謝﹕ 美 國 太 空 總 署 (NASA).

星 雲 本 身 不 會 產 生 能 量 ， 只 能 依 靠 散 射 恆 星 的 光 芒 ， 才 能 為 人 所 見 。 但 有 些 星 雲 附 近 有 熾 熱 的 恆 星 ， 因 此 星 雲 的 氣 體 被 星 光 電 離 而 發 出 紅 光 。 星 雲 是 恆 星 的 誕 生 地 。 ( 註 ： 不 要 把 星 雲 和 將 在 第 十 五 章 中 討 論 到 的 行 星 狀 星 雲 混 淆。 )

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