與小女兒談談這個宇宙 –星星/星系/星團的產生 - I

我說："我們今天來談星星吧！”

她說："星星，聽起來有一些些浪漫喔，而且你說過這些閃閃發亮的光旅行了很久很久，有些超過了十億年，跨過整個空蕩蕩的外太空，終於來到我們的眼前，看著這些星星就是在往回觀看整個宇宙過去的歷史，….”

我說："嗯，仰望滿天的星星，是很浪漫的。早在我們人類的祖先還生活在森林裡或原野中時，我們就很喜歡在夜晚的時候，大家一起圍聚在火堆旁，看著星星，給星星取名字，賦予星星很多浪漫的故事，也傳頌著這些古老的故事。”

她說："像牛郎星織女星的故事，因為他們一年只能藉由喜鵲搭橋相見一次”

我說："我們在夜裡跋涉時，也是藉由辨識星星，例如北極星北斗七星，才不至於迷失方向喔！喜歡抬頭仰望星星的習慣早已深植於我們人類的基因中哦。”

她說："星座就是這樣來的喔，我們把天空分為好幾個區域，為了方便記憶，每一區就是一個星座。然後依照我們的想像，給他們取了各式各樣的名字。像夏天的時候，最常看到天蠍座，冬天是獵戶座。”

我說："你不是很愛研究星座？告訴我，我們人類是從甚麼時候開始有星座的概念啊?”

她說："不知道ㄝ，我讀過好像在五萬年前北歐的斯堪地納維亞半島的洞穴牆壁上就發現過古星圖。而現在大英博物館裡，也有一幅敦煌莫高窟的唐代星圖，每一個地方星座的起源好像都不大相同。我也有學過星象盤喔！”

我說："哇！你果然是最愛研究星座了， 那現在有幾個星座?”

她說："88 個，很好記的數字吧。”

我說："哇！你果然厲害，我不大知道星座，但我知道一個星座裡的各顆星星，離地球都不一樣遠哦，他們只是恰巧出現在天空的同一個區域，所以我們把他們歸為同一個星座。像北斗七星(就是大熊座)，七顆星其實分散得很遠，從75 光年到225光年都有，意思是你現在看到北斗七星的星光，有旅行了75 年，也有旅行了225 年。”

她說："是嗎?”

我說："那你就可以知道我為什麼不大相信星座和性格命運的關係吧，像我的水瓶座五十幾顆星星，有距離地球990光年，也有距離地球15光年的，像你的雙魚座三十幾顆星星，有距離地球760光年，也有距離地球14光年的，很難想像這樣的組合要如何影響我們的性格命運生活。我們的想像力實在是太好了吧！”

她說："那只是好玩的啦，我現在也不信了，不過我們雙魚座還是最浪漫的啦。”

我說："喔…..接不下去了。不過以前的天文學家真正的職業其實是占星家哦。啊！離題了，我們要拉回談今日的主題，一顆星星的誕生與死亡，你知道太陽也是星星嗎?”

她說："喔…是嗎? 怎麼和浪漫的星星連不起來?！”

我說："其實太陽和很多星星比起來小的多也暗許多，但是因為距離我們很近，所以覺得又大又亮。像太陽距離地球”平均”是1億5千萬公里(現在稱為1個天文單位)， 為什麼強調” 平均”，因為地球繞太陽的軌道是橢圓形的。而”隔壁”鄰居最靠近我們地球的星星是誰?”

她說："我知道，是距離4.2光年的半人馬座”

我說："那究竟是多少距離?”

她說："光速是每秒跑30萬公里，4.2光年代表”光”走了4.2年，所以是4.2x3x10⁵x60x60x24x365， 大概是4x10¹³，4兆公里，哇！沒法比了！”

我說："對啊，半人馬座的南二門星的發光亮度和太陽其實是差不多的，只是距離我們很遠，所以星光在我們看起來是如此的弱。

 所以啊，星星的定義是自己要會發光的星體才叫做星星，像地球/火星/木星..我們這些自己不會發光的叫做行星。我們如果了解了太陽的生命，就可以了解恆星的生與死。”

她說："酷哦”

我說："那你先告訴我你了解的太陽。”

她說："嗯…太陽比我們地球大很多…給我們光…”

我說："讓我們查一下iPad裡的Wiki吧！”

她說："好啊…嗯…這裡說太陽的直徑大約是1,392,000公里，相當於地球直徑的109倍；質量大約是2×10³⁰公斤（地球的330,000倍），還真是個史上無敵超級大胖子哦，太陽質量裡大約3/4 是氫(74.9%)，剩下的幾乎都是氦(23.8%)，還有氧(1%)、碳(0.3%)、氖(0.2%)、鐵(0.2%)和其他的重元素，但是質量少於總量的2%。”

我說："那為什麼會發光啊”

她說："它和其他的星星一樣，主要是來自氫融合成氦的核融合反應。太陽的核心每秒鐘燃燒6億2000萬公噸的氫，表面溫度大約是5,505^oC，溫度那麼高，所以會發光啊。”

我說："順帶一提，每個星星(恆星)表面溫度不同，輻射強度的波段不同，就造成”看起來”有不同顏色喔，所以

20,000K 是 藍白色

10,000K是 白色

6,000K是 黃色 (太陽)

4,500K是 橘色

3,000K是 紅色”

她說："難怪星星看起來有各種色，那為什麼我看太陽系裡的火星啊，木星啊，地球啊的照片…也有不同色?”

我說："我們這些行星的顏色是受表面”物質”的影響，像火星表面有許多氧化鐵的沙，所以看起來是紅色的。而星星的顏色是受表面溫度影響的。”

她說："太陽是黃色? 可是天空是藍的啊”

我說："地球周圍有一層大氣層保護我們，而大氣層的散射使天空變成藍色。”

她說："散射?”

我說："喔喔，這我可能也要查一下原理了…”

她說："算了算了，但我知道大氣層可以阻擋太空中的碎石撞擊我們喔，因為太空的碎石墜落地表的過程中，會和大氣層摩擦燃燒發光，這就是流星的來源，沒有燒完掉到地面上的就是隕石了。 所以大氣層是保護我們的。”

我說："哇！我們東聊西聊，結果還沒聊到星星太陽的誕生演化，就已經那麼晚了，我的天啊！”

她說："沒關係啦，反正嘛，聊天常常不是就這樣，聊到都忘了原來要講甚麼。”

我說："@#$%^&*....”