系外恒星那么远，科学家如何盘算它们的质量？

哈喽艾瑞巴蒂，时隔多日，我们终于又推出新一期的【科学有原理】栏目了。在以前的栏目中，我们先容了科学家盘算系外天体距离、寻找系外行星等种种科学手段。今天咱们继续，来研究一下科学家怎么盘算系外恒星的质量。

我们知道，在天体物理学中，天体的质量是很是重要的指标，决议着一个天体的许多数据。因此，科学家一直很在乎如何盘算这些天体的质量。

针对差别的恒星，科学家们找到了差别的措施。

说起来，盘算这些恒星参数的原则，和寻找系外行星是一样的，那就是在距离导致无法直接丈量的情况下，就找其他参照物来辅助丈量。

最好的参照物，就是双星系统了，因为恒星和恒星之间的相互影响比力显着。

据推测，全宇宙中的恒星中有一半都是双星系统。这对于科学家来说，绝对是个好消息。

就像我们盘算太阳系内行星和太阳的距离一样，只要通过开普勒第三定律（行星围绕太阳公转周期的平方和轨道半径的立方成正比，对于系外的恒星同样适用），就可以盘算。详细公式是：

这内里，r是二者距离，T是双方围绕质心的公转周期（用眼睛看就能统计出来），G是万有引力常数，也就是说，只要知道二者之间的距离，就能求出质量之和。然后凭据两颗恒星与质心的距离比例或者多普勒效应或者这么的方法（总之这个有许多方法），就能盘算出来二者各自的质量了。

所以，现在唯一的未知数，就是二者之间的距离。

这个也并不难，如果两颗恒星距离相对比力远，用望远镜就能分辨出来的话，这个数据也是唾手可得；如果距离比力近的话，就要使用光谱等方法来盘算，虽然庞大一点，可是也可以获得数据。

固然，宇宙中另有一半恒星不是双星，那么该如何盘算它们的质量呢？

通过不停的研究，科学家发现：恒星的质量，和它的光度是直接挂钩的，这个纪律叫做恒星的质光关系。使用光度和质量的关系，就可以求出它的质量了。固然，这里要说明，这个方法适用于普通的主序星，那些红巨星或者变星，就不适合这种方法了。这已经不重要了，因为差不多有90%的恒星，都可以通过这个方法来盘算质量。

这内里，也有一个很简朴的公式：

其中，L⊙和M⊙是太阳的光度和质量，都是已知的。a 的数值在科学家们恒久的观察中也已经总结了出来，一般质量在太阳2~20倍之间的恒信，取值3.5；如果质量大于太阳的20倍，就取值1。所以，只要知道某一颗恒星的光度，就可以知道它的质量了。

那么，恒星的光度怎么盘算？

其实很简朴，就是将盘算恒星距离的方法反过来用就可以了。如果大家忘了，我们再提一嘴：恒星的实际光度可以用绝对星等来转换，展现在肉眼的光度可以用视星等来转换，二者和恒星的距离相关。因此，我们只要知道恒星距离，肉眼看看它的视星等，就知道它的光度了。

固然，除了这两个方法之外，另有其他一些方法，也能测得恒星的质量。它们相互之间不完全相关，可是获得的数据基本一致，可见这些方法都是正确的。

其余的方法中，有一些涉及到要盘算恒星的直径，才气获得恒星的质量。那么，恒星的直径该如何丈量呢？接待关注下一期【科学有原理】~