为什么大多数恒星系统都是成对的？
什么是明星？直到近40年前，人们才给它一个科学的定义。恒星和太阳一样，是自行发光发热的天体，是巨大的热核反应气体球体。在它们的表面，有各种各样的活动，喷射着巨大的火焰。在太空中，它们聚集成一个难以想象的庞大系统——星系。有些星星比太阳大，有些比太阳小。星星在我们看来只是小点的原因是它们离我们太远了。其实都是大大小小的太阳。除了行星、彗星和流星，天空中的大多数星星都是恒星。
用肉眼观察星空，其实我们能看到的星星非常有限。一个人一次只能看到天空的一半，另一半在地平线以下，所以我们看不到。据统计，在一个没有月光的清秋夜晚，视力最好的人可以看到近3000颗星星。一年四季，整个天空可以看到6000颗星星。用望远镜看星空，星星的数量大大增加了。用普通的双筒望远镜，整个天空可以看到5万多颗星星。如果用现代最大的望远镜看星空，会看到上亿颗星星，远远超过地球上的人口。
天上的星星，乍一看，似乎是杂乱无章，随机排列的。似乎不可能一一辨认。但是，如果我们仔细观察，会发现他们是有规律可循的。比如北极星，它总是准确地指示北方。离北天极不到1。北斗七星的形状像一个大勺子或一个倒置的“？”它常年围绕北极星旋转。如果把天空中附近的星星用线连接起来，就会形成不同的图案，有的像动物，有的像器皿。古代天文学家根据明亮的星星想象的形状把它们分成星座。每个星座都有自己的名字。在中国，有三堵墙，四头大象和二十八个住所。这在《史记·天管叔》中有详细的记载，估计它们起源于周秦以前。
三元是北天极附近的三个区域，分别是紫微元、太微元、天师元。四象分布在黄道和白道附近，环绕天空一周。每头大象分为七段，称为“宿”，* * *算28宿。它们是:东方的黑龙形象包含角、声、屋、心、尾、筐；
*北天极:周日天球好像绕着一个轴旋转。这条轴和它在天球上的两个端点，即北天极和南天极，称为天轴。北天极与北极星相连。
* *东方黑龙形象:古人认为与东方七大酒店相连的开篇画像是一条小龙的传说，所以以龙命名。下面类似。
南方朱雀形象包括七夜:井、鬼、柳、星、张、翼、齐。
西方白虎形象，包括隗、娄、胃、昂、毕、苟、申七夜；
北方玄武形象，包括斗、牛、女、空、危、房、墙；
“宿”就是宿舍的意思，所以28宿也叫28舍。月亮沿着白道向西移动，每天都呆在一个“小屋”里。
在国外，星座是用希腊神话中的人物、野兽、妖怪的名字来称呼的。比如仙后、仙王、猎户座、金牛座、仙女、英仙座、飞马座。鲸鱼。等等。也有以它们命名的东西，比如称和圆规。目前国际上公认的全天星座有88个。其中29个星座在天赤道以北，46个在天赤道以南，13横跨天赤道南北两侧。
有了星座的划分，我们找星星就方便多了。比如北斗七星在大熊座，北极星在小熊座，织女星在天琴座。每个星座包括许多星星，其中最亮的星星是由古人命名的。在国内比如天狼星，老头，南门儿，织女，大灵乌，天津一号等等。国外也有专门的名字。但是星星太多了，不可能给每颗星星起个名字。因此，在天文学中，希腊字母α、β、γ被用来根据亮度给星座中的恒星命名。比如大犬座最亮的星天狼星，大犬座β星，大凌座英仙座β星，织女星天琴座α星。当希腊字母不够用时，就用数字来代替。比如天鹅座61星。有些暗星也是通过星表中的数字来区分的。比如M31指的是梅雨业兴31号。
在天文学中，为了工作和实践的需要，把恒星的位置记录下来，编制成星表。我们可以找出恒星的位置，距离，
*天球也说:天球赤道是天球上的一个大花园，把天球分成相等的两半。运动和各种物理性质等。星星在天空中的位置用赤道坐标+38 41' (1小时等于15)来标注。
世界上最早的星表是中国战国时期的化石星表，包含120多颗恒星。在西方，有一个由希腊天文学家孔西·帕恰斯(公元前130年)编制的星表，有1千多颗恒星。望远镜发明后，看到了更多的星星。例如，波恩星表包括324，000颗恒星。目前，全球已有20多个天文台联合制作了全天星表，被称为“摄影天图星表”，包含300多万颗恒星。
恒星的运动——恒星不是“恒定的”
如果你熟悉天上的星星，你可以观察那些星星的相对位置是否每晚都有变化。结果肯定会让你失望，因为一点都没变。恒星的“常数”这个词似乎很有道理。即使过了几百年，也能看出它们的位置发生了变化。那么恒星真的在运动吗？答案是肯定的。恒星在移动，而且移动得很快。我们之所以看不到他们位置的变化，只是因为他们离我们太远了。就像一列火车从你面前经过，你感觉它的速度快得让你感觉像在飞一样。但是当你站在远处的山顶上观察，情况就不一样了。你感觉火车像蜗牛一样爬行。
中国古代的观察者曾经注意到星星的运动。公元前8世纪，中国唐代天文学家张遂通过使用一种观察恒星运动的仪器——黄道导航仪，发现了恒星在运动。他是第一个发现恒星运动的人。到了现代，天文学家发现用黄道导航仪等古代天文仪器几乎不可能在几十年内测量到遥远恒星的运动。张遂测量的新的星星坐标是由地球的岁差引起的。
恒星的运动实际上是在18世纪测得的。1718英国天文学家哈雷是捕捉彗星的专家，他在将1712年编制的星表与1 ~ 2000年前天文学家艾西·帕恰斯和托勒密确定的恒星位置进行比较时，发现天狼星、参宿四、大角星和参宿四是最亮的恒星。它们中的一些在岁差校正后仍然移动半度。哈雷认为这不可能是古希腊天文学家的测量误差，因为几个独立的天文学家得出的结果都差不多。哈雷还提出恒星本身在天球上缓慢运动，称之为恒星的“自行”。后来经过很多人的反复测量，证实了恒星确实在空气中运动。星星是不动的想法被打破了，它们像停泊在浩瀚大海中的船只一样自由航行。
星星在不停地运动，太阳也应该不停地运动。那么我们如何测量太阳本身的运动呢？我们都乘过公共汽车。当我们开车沿路行驶时，会发现路前面两边的树会向两边躲闪，而路后面两边的树会迅速向中间靠拢。前面提到的发现天王星的威廉·赫歇尔(William Herschel)在研究太阳本身的空间运动时想到了这一现象，于是他决定找出恒星向周围哪个方向出现散射的迹象，以及恒星向哪个方向出现相互会聚的迹象。他通过当时书本上星星的为数不多的数据推算出太阳本身确实在运动，其运动方向指向了武仙座的恒星附近。与今天的测量结果相差不到10。作为最早的观察结果，应该说是相当不错的。
由于天文学中已经使用了摄影技术，因此很容易确定恒星位置的变化。
*岁差:由于太阳和月亮的引力作用于地球，地轴以圆锥形绕黄道轴运动，同时春分点以每年50秒左右的速度运动。多得多。天文台使用一个特别设计的摄影望远镜拍摄星空的每一个区域。建立一个玻璃底片“图书馆”。要知道恒星位置的变化，只需要对比相隔几十年的同一天区的照片就可以了。恒星在天球上位置的移动称为恒星的“自行”。用每年多少角秒来表示。由于恒星太远，它的年变化位置太小，所以它的自动性很小。现在已经测量了20万颗恒星的自行。通常肉眼看到的恒星自行只有0.1以下。
恒星以不同的方向和速度运动。比如牛郎星和织女星分别以每秒26公里和14公里的速度飞向地球，而有些恒星则离开了地球。星星跑的那么快，为什么我们看不到？原因是恒星之间的距离太远，使得恒星之间相对运动的距离显得微不足道。
星星正以如此快的速度移动。他们有没有碰撞过？一般来说，他们很少有碰撞的机会。但是，在天文学史上确实发生过一次。那是1955，地球上所有的天文台都听到了宇宙的一声巨响。后来发现这是1000万年前天鹅座两个星座的碰撞。
除了自转，恒星本身也在自转。有些恒星在它们的赤道区域可以以每秒200公里的速度自转。
除了恒星的运动，在过去的10年里，人们利用新的光电测量方法探测到恒星的光度也发生了微小的变化，大部分恒星的光度变化在千分之几个量级，非常细微。普通望远镜探测不到。
星星之间的距离——牛郎织女永不相见。
仰望星空，天空上那些闪烁的星星离我们非常遥远，它们的遥远无法用地球甚至太阳系的尺度来衡量。
其实人类要探索和研究的是一个无穷无尽的宇宙。所谓无穷大，用科学语言来说，就是我们可以任意假设一个我们认为最大的数，但是无穷大比它大；在时间的长河中，没有起点，也没有终点。因此，即使只测量宇宙某一部分的有限范围，也需要用一个特殊的长度作为测量单位。光速是目前世界上我们已知的最快速度，它的行程可以在1秒内达到30万公里。这个速度可以绕赤道七周半，够快的了。但是用这个速度来测量恒星之间的距离，在计算上还是很不方便的，就像我们用毫米来测量某个距离一样，这几乎就像幼儿园的小朋友在玩“搬回家”的游戏。所以我们以“光年”为单位来衡量恒星之间的距离。所谓光年，就是光在一年内走过的距离的长度。1光年的距离约为9万亿公里。距离我们太阳最近的恒星半人马座阿尔法星距离太阳4.2光年，大约是日地距离的30万倍。
早在400多年前，现代天文学家的鼻祖哥白尼就认为恒星比太阳离我们远得多。他试图在相隔六个月的两个时间段内确定同一颗恒星的位置，以便计算这颗恒星的距离。他用的方法就是我们平时用来测量距离的三角测量法。
很容易知道你家离学校有多远。你可以用尺子或脚步来测量。但是，当你面对一个很远的目标时，你不想走过去，或者有什么东西挡住了它。如果你想测量它离你有多远，可以用三角测量。这个方法很简单。首先在你旁边选一个基线AB，选一个点C作为测量目标。可以测出AB的长度，然后用角尺测出A点到C点，B点到C点的角度。你可以用三角公式计算你到C点(目标)的距离。这种方法在测量中广泛使用。特别是在战争中，在炮击敌方阵地之前，经常使用。科学家把“尺子”量到了月球，已经40万公里之外；17世纪，再次对火星进行测量，然后计算出太阳到地球的距离。于是这把尺子延伸到了1亿公里以上。如果我们现在应用行星运动定律，还可以测量几十亿公里外的行星距离，人类的知识范围一下子扩大了几十倍。
我们能用这种方法测量其他恒星之间的距离吗？应该说是管用的。测量与月球的距离，我们用地球半径作为基线(AB)，但这个基线对于遥远的恒星是不够的。地球绕太阳运行的轨道直径是3亿公里，作为基线真的很合适。只要人们在相隔半年的两天上观测同一颗恒星，如果这颗恒星离得很近，它的位置必然在更远的恒星背景上移动。这个运动的角度就是恒星的视差位移。就像测量月亮的距离一样，通过测量A点和B点到C点的角度，知道AB的长度，就可以计算出星星的距离。所以可以说，通过测量恒星的视差，可以计算出恒星之间的距离。
在哥白尼时代，人们对这个原理了如指掌。因为仪器太落后，就连哥白尼本人也没有很好地测出恒星的视差。不要小看这个问题。科学家花了将近三个世纪的时间来探索它。由于恒星离我们太远，视差很难测量。这就像在20公里外测量一枚镍币的角度一样困难。直到1837年，一架新的望远镜交付给人们，人们才第一次成功地用三角视差测量恒星的距离。这个三个世纪都没有攻克的难关，被三个地方的三个天文学家攻克了。他们是德国的贝塞尔、英国的亨德森和俄罗斯的斯特鲁维。贝塞尔选择了自身最大的恒星天鹅座61作为观测对象。亨德森选择了更亮的半人马座阿尔法星(中国的名字叫南门儿)；斯特鲁维选择了织女星。这三颗星离地球很近，很容易测量它们的视差。通过测量视差，我们可以很容易地计算出恒星和我们之间的距离。到目前为止，通过100万颗恒星的距离都是用这种方法测量的。著名的牛郎星和织女星的距离分别为16光年和27光年，两者之间的距离为14光年。可见两人相隔如此之远，就算都坐现代火箭见面，也不可能每年七夕见面。不用说，牛郎还背着一双儿女，在“鹊桥”上徒步。看来他们要永远思念对方了。嘿！神话中的遗憾气氛，要一代一代传下去。
尽管如此，三角测量法还是有局限性的，对于更远的天体，比如200 ~ 300光年以上的，就没有办法了。所以人们想出了其他方法将尺子延伸到更远的空间。
其中最重要的方法之一就是根据造父变星来测量恒星的距离。大多数恒星的亮度是恒定的(相对而言)，但也有少数恒星的亮度是周期性变化的，有时亮有时暗，变化周期多在1天到50天之间。典型的变星是仙王座S星，中国古代称之为造父一号，所以与此星同类型的变星获得了造父变星的称号。天文学家从造父变星的光变周期推断恒星的距离。造父变星都是高光度的恒星，比太阳高几百倍甚至上万倍。造父变星甚至在遥远的地方，甚至在银河系之外的一些星系都可以观测到。因此，造父变星不仅可以用来测量银河系内恒星的距离，还可以用来测量某些星系的距离。造父变星就像太空中孤岛上的一座特殊灯塔，以变化的光线为信号，向天文学家暗示着孤岛的距离。造父变星测量法把我们的目光带到了银河系之外的宇宙。
恒星间距离的测量是19世纪天文学的一大成就，是天文学史上的一个重要里程碑。恒星间的距离是研究恒星的重要数据。在此基础上，我们可以进一步了解恒星的光度、质量、大小等性质。为了进一步探索天体的各种结构。
恒星的大小——巨人和矮星
如果地球上人类身高的差异是1倍，那就太惊人了。但是，天上星星的大小差别真的很惊人。在这个太阳系里，地球和太阳的直径差是109倍，这是行星和恒星的差，这不算什么。在宇宙中，即使是恒星之间，由于所处的环境不同，所处的发展阶段不同，大小的差异也是以6543.8+0亿的数倍来计算的。恒星根据光度分为两类。o型、B型星和光度很高的红巨星，因为光度比太阳大几千倍、一万倍，所以在星体世界中被称为“巨星”。另一方面，红矮星和白矮星则处于另一个极端。与太阳相比，它们显得黯淡无光，在恒星世界中被称为“矮星”。
人的身高取决于身高。星星的大小有区别吗？换句话说，我们如何测量恒星的大小？这个问题是古人无法考虑的。只是到了近代，随着科技的不断发展和人类对宇宙的探索，人类才真正研究了这个问题。恒星间距离的测量和恒星光谱秘密的揭示使测量恒星的大小成为可能。
为了测量恒星的距离，天文学家们花费了大量的精力，而测量恒星的大小更是难上加难。因为它们离人类太远了。太阳和月亮是我们可以直接看到圆形表面的天体，它们的视角直径(即直径到人眼的角度)大约是半度。人眼的分辨能力是有限的。无论走多远，人眼都看不到它的圆脸。金星靠近地球时的张角约为1分，超出了人眼的分辨率。望远镜可以提高人眼的分辨率。通过小望远镜，我们可以看到金星的圆形表面，它和月亮一样，也有盈亏变化。距离最远的行星冥王星，在大型望远镜中仍能看到一个小圆面(最大角直径约为0÷22)。使用附在望远镜上的测角仪，可以测量其圆形表面的角直径。
但是，恒星离我们太远，角直径大。即使用最大的望远镜，它也只是一个光点。用高倍目镜加大放大倍数，除了星星变模糊，还是看不到任何圆形表面。你真的无能为力吗？不要！这不是人类探索的本性。
第一次直接测量恒星直径是在20世纪20年代完成的。美国著名物理学家迈克尔逊和天文学家皮斯根据光的干涉原理设计了干涉仪。它安装了一个2.5米的望远镜。这台干涉仪有一个6米长的钢架，钢架两端有一个可以自由滑动的平面镜。经过反射后，星光到达望远镜，出现在干涉中。这时可以看到一个圆形的表面，上面有细细的干涉条纹。当两个平面镜移动到一定距离时，这些干涉条纹就会消失。记下这个距离，然后根据干涉理论计算恒星的角直径。通过测量恒星的角直径，知道它与地球的距离，就可以计算出恒星的线直径。
织女星的距离是8.1秒差距(1秒差距等于3.26光年)。经过计算，我们知道它的直径是太阳的三倍。天空中有一些不是很热的巨大红色恒星，它们的直径一般比太阳大十到几百倍。猎户座参宿四的直径至少是太阳的300多倍。如果把太阳系放进参宿四的身体里，从太阳到火星的所有行星都会在它的身体里运行。
但是这个巨星想参加明星之间的音量比赛，不够格。现代天文学家发现，五仙座α星的直径是太阳的20万倍，体积是太阳的8万亿倍。如果把地球比作一粒米，太阳就像一个人的脑袋，但这颗星的大小是香港的一半。还有更大的恒星，比如蛇夫座的S星，它的直径是太阳的1400万倍。因为球体的体积与直径的立方成正比，照此计算，这颗巨星的肚子里可以装下30万个太阳。差别应该有多大啊！
但在宇宙中，太阳并不是恒星的“矮子”。比太阳小的矮星更多，红矮星的直径只有太阳的几分之一到几十倍。白矮星甚至更小。它们的最小直径只有太阳的1/300，相当于地球的1/3。虽然很小，但它们也会发光发热，所以仍然在恒星之列。
可见，超级巨星和侏儒的区别是很大的，甚至比鲸鱼和跳蚤的区别还要大。
星星的质量——火柴盒的怪事
就像医生检查人一样，天文学家测量恒星的距离和大小以及它们的重量。这听起来是一件不可想象的事情。既然星星离我们那么远，那么大，那么用什么样的秤来衡量它们的重量呢？别担心，科学家总能想出办法。
在太空中，有一类恒星叫做双星，它们整天成双成对地四处游荡。在测量了足够多的关于双星运动的数据后，应用万有引力定律和行星运动定律就可以计算出每颗恒星的质量。那么恒星的质量之差和体积之差一样大吗？令你惊讶的是，它们在质量上没有太大的不同。一般来说，恒星的质量和太阳的质量差不多。其中大部分的质量在太阳质量的0.4到4倍之间。它们的最大质量不超过太阳质量的100倍，最小质量不小于太阳质量的十分之一。
恒星的质量是一个非常重要的物理量。如果恒星的质量太小，小于太阳质量的0.7倍，那么它内部就很难发生热核反应来维持它的光和热，就成不了恒星。另一方面，如果恒星的质量过大，这么大又重的家伙在天球上不停地运动，恒星本身就没有力量保持原来的状态，不得不分离解体。因此，恒星的质量深刻地反映了物质世界的量变和质变规律。
知道了恒星的体积和质量，我们就能计算出它们的密度。公式是d = m/v. D是密度，m是质量，v是体积。太阳的平均密度为1.4 g/cm3，地球的平均密度为5.5 g/cm3。一般的恒星密度差别不大。然而，对于巨星和矮星来说，由于体积的悬殊，密度的差异也是惊人的。
白矮星是活跃的小恒星。天狼星伴星是发现的第一颗白矮星，半径只有1/45，体积是太阳的1/9万。但是它的质量和太阳差不多，所以它的密度是太阳的9万倍，也就是天狼星伴星的密度是1.26kg/cm3。如果一个小火柴盒装满这种物质，它会有3吨重。哦，你拿得动吗？必须用起重机拉，用卡车运。这还不是最大的。有一颗白矮星，只有地球那么大，质量却比太阳大好几倍。它的平均密度近乎神话，是水的几千万倍。打个比喻，如果把这种手指大小的物质带到地球上，可以达到几十吨，需要一辆火车车皮来运。一个体重超过100公斤的人，上了白矮星就有几十万吨重！几十万吨的重力很快就会把他压成煎饼。
自然界存在如此巨大密度的物质，真是不可思议。甚至天文学家也感到惊讶。但是测量和计算——一经检验，没有错误。所以人类不得不相信宇宙中存在如此高密度的物质。现代物理学家根据原子结构理论已经解释得很好了。
另一方面，超巨星的身体极其庞大，但质量只有太阳的几倍，密度极低。红巨星的平均密度只有水的1/100。更何况它只有1/1亿的水，比地球上的空气还要稀薄几万倍！它们只是一个又大又细又热的气体球。
恒星的温度和亮度
在日常生活中，熔融金属或合金的温度很高。但这远比恒星表面温度差，比恒星内部温度更微不足道。
恒星的表面温度可以从1600℃到100000℃不等。恒星内部温度在654.38+00万摄氏度以上。恒星的温度可以分为几种类型:
o型:30000 ~ 50000以上；
B型:20000左右；
A型:10000℃；
f型:8000℃；
g型:6000℃；
k型:4000℃；
m型:2000℃左右；
就像太阳温度的测量一样，人们通过恒星的颜色来测量其表面温度。精确的测量方法可以是光谱分析。原来，各种恒星都发出自己独特的光谱，各种谱线发出的能量在光谱带的不同位置是不一样的，某个波长的能量会达到最大。恒星的温度越高，最大值的波长越短；反之，温度越低，波长越长。两者之间存在简单的比例关系。因此，只要从光谱分析中找到发射能量最大的波长，就可以很容易地计算出恒星的表面温度。由于温度不同，恒星发出不同颜色的光。下表是它们之间的关系:
星形颜色/表观温度
蓝色/40000℃~ 25000℃
蓝色和白色/25000 ~ 12000℃
白色/115000℃ ~ 7700℃
黄色和白色/7600℃ ~ 6000℃
黄色/6000℃ ~ 5000℃
橙色/4900℃ ~ 3700℃
红色/3600℃ ~ 2500℃
恒星的亮度与其温度密切相关。用肉眼，我们可以分辨出星星之间不同的亮度。根据亮度的不同，古代人类将星光分为六个等级。1的星等最亮，6的星等最暗。每颗星的亮度差是2.25倍，1和6颗星的实际亮度差是100倍。
你见过探照灯吗？它有一个人那么高，其强大的圆柱形光束可以照到几公里外，使得夜空中飞行的飞机都闪闪发光，真是耀眼夺目。你一定见过萤火虫晚上在树上飞舞。它的尾部有一个小光点，微弱到只能照亮自己，可以说是非常暗淡。探照灯和萤火虫，一亮一暗，光度差别很大。然而在恒星世界中，不同恒星的光度差异甚至大于它们之间的光度差异。你们相信吗？请往下看，你会得出自己的结论。
望远镜发明后，人们通过望远镜看到了很多肉眼看不到的暗淡恒星，可以更细致地分辨它们亮度的差异。于是人们发明了测量恒星亮度的仪器，并将亮度的分类扩展到小数和负数。按此分类，满月时月亮的亮度为-12.6，晴天时为-26.8。除了太阳，天空中最亮的星星是天狼星，是-1.6星等。与天狼星相比，虽然它们之间只有25.2等能差，但它们之间的亮度差实际上是654.38+02亿倍。天文学家用现代望远镜能看到的最暗的恒星是20星等的恒星，如果他们拍照，就能看到23星等的恒星。