前言:
也許你曾想過,天文學家要如何了解星星的任何事情,它們離我們那麼遙遠,我們不能直接觀察它,那我們到底要如何來知道這個星球的一切呢?原來從星星所發出來的光巳經把這一切的知識都告訴了我們了…或許你會覺得很神奇吧!現在就讓小弟我來告訴你這之中的秘密吧!


星星的距離:
星星離我們有多遠呢?舉例來說,距離我們最近的星星有4.3光年,一光年約9460700000000公里;那你又會問天文學家為什麼可以測出星星的距離呢?你是否看過工程師量河流的寬度呢?他所用的方法和天文學家的方法是一樣的,測量的方法很簡單,利用的只是數學上的三角幾何學,我們只要量出星星的視差(parallax)就能知道星球有多遠,但是這個方法只能量出很靠近地球的星星。


星星的亮度:
當你凝視著夜空時,你是否發現星星有亮有暗呢?因為如此,所以有人就把星星的亮度分等級,早在西元前二世紀,Hipparchus 這個人就把天上的星星依他裸眼所能見的星星亮度分成一到六等星。現在的分類Hipparchus分類很相似,只是用光電管(photomultiplier)代替人眼來測量,免除了人為的主觀因素。一等星比六等星亮一百倍,所以差一個星等亮度差約2.51倍,星等越大表示星體越暗。在國際上,定義織女星(天琴座α星)為標準星,其亮度為零等。和標準星比較所得的星等,在天文學上我們稱之為「視星等」,這和「絕對星等」是不同的。
此外,另一種分類方法,把星星的距離因素消除,所得的亮度稱為「絕對星等」,它是把星的距離固定在十秒差(1 parsec=3.26 light-years),所量得的星星亮度, 這是天文上當用的單位。


星星的顏色:
星星看起來有不同的顏色,這是為什麼呢?在物理上的黑體輻射告訴了我們原因,當黑體的溫度上昇,它所輻射出來最大強度的光波長會變短,所以黑體看起來有不同的顏色;而星星我們可視為它是一個黑體。天文學家為了研究星星的顏色,所以又定了一個新制度–Color index(C.I.),C.I.=mv-mp,mv是可見光所量得的星等,mp是藍光量得的星等。天文學家經由C.I.來分類,把星星分成O、B、A、F、G、K、M型,由右至左表面溫度愈高。

光譜類型

(Spectral class)

顏色(Color)
溫度(K)
例子
藍色
30000–50000
δ Orionis
藍白色
11000–30000
α Virginis
白色
7500–11000
α Lyrae
黃白色
5900–7500
α Canis Minoris
黃色
5200–5900
α Aurigae
橙色
3900–5200
α Tauri
紅橙色
2500–3900
α Scorpii

H–R diagram:
星星的發光強度和星星的表面溫度一直是天文學家所研究的重要話題,一直到二位天文學家Ejner HertzsprungHenry N.Russell同時想到把二者的關係做成圖表,當他們完成這個工作時,人們才發現重大規律,大部分的星星都落在一條由右上到左下的帶上,這條帶稱「主序帶」,少部分的星星在右上角和左下角,右上的星星是巨星,而左下的是白矮星,為了記念他們的發現,我們稱這樣的圖表為「H–R圖」,這個表可說是研究星星的重要工具之一啊!