科幻迷基础系列 - 认识24种天体

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人类发射进太空的人造卫星、宇宙飞船 、空间实验室
、各种探测器则被称为人造天体 。

在此，只探讨科幻作品中经常提到的自然天体 及其阶段和概念 ， 且其中会着重介绍恒星的演化

人类(地球)视角的宇宙结构

地球 ? 地月系 ? 内太阳系 ? 太阳圈 ? 太阳系 ? 本星际云 ? 本地泡 ? 古尔德带 ? 猎户臂 ? 银河系 ? 银河系次集团 ? 本星系群 ? 室女座超星系团 ? 拉尼亚凯亚超星系团 ? 双鱼-鲸鱼座超星系团复合体[可疑–讨论] ? 可观测宇宙 ? 宇宙

以下介绍的自然天体及其下属分类包括

可直接观测天体

间接验证天体

理论天体

一类 ： 恒星、行星 、卫星
、彗星、流星

恒星 ——阶段

诞生 : 巨分子云(星云阶段)→原恒星/褐矮星

青 、中年期 : 主序星(由原恒星转变)包括红矮星

更年期→终态 : 红巨星/红超巨星 或 新星/超新星
，白矮星(→黑矮星)或新星/超新星，中子星(包括脉冲星
、磁星)/夸克星 ，黑洞

恒星是天体中的主体

一般认为
，由炽热的气体组成的、自身会发光发热的球状或类球状天体称为恒星
。所有的恒星都从通常被称为星云或分子云的气体和尘埃坍缩中诞生。太阳就是一颗恒星，除了月亮和行星 ，我们在夜晚所见的众星都是恒星 。恒星并非恒定不动
，只是因为距离我们实在太遥远，不借助特殊工具和特殊方法 ，很难发现它们在天球上的位置变化，因此古代人把它们叫作恒星
。

例外 ▏变星

变星是指亮度与电磁辐射不稳定的
，经常变化并且伴随着其他物理变化的恒星。多数恒星在亮度上几乎都是固定的 。以我们的太阳来说，太阳亮度在11年的太阳周期中 ，只有0.1%变化
。然而有许多恒星的亮度确有显著的变化。这就是我们所说的变星 。

引申 | 假想天体·白洞

广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体
。白洞目前还仅是一种理论模型
，但尚未被观测所证实。

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体 。黑洞的引力很大 ，使得视界内的逃逸速度大于光速。

按照白洞理论
，白洞和黑洞相似，也有一个封闭的边界
。聚集在白洞内的物质 ，只可以经边界向外运动
，而不能反向运动。因此这种天体外面的物质不能进入 。

根据白洞理论，有人认为类星体的核心可能是一个白洞
。当白洞内超密态物质向外喷射时 ，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞
，从而释放出巨大能量。由此推断，有些X射线 、宇宙线
、射电爆发、射电双源等现象 ，可能会与白洞的这种效应有关 。白洞的力是排斥力与黑洞的吸引力相反的力
。

引申 | 类星体

类星体是类似恒星天体的简称，又称为似星体 、魁霎或类星射电源
，与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。长期以来，它总是让天文学家感到困惑不解 。

引申 | 灰洞

提出“灰洞 ”理论是为了解决“防火墙悖论
”问题而在“反德西特时空”中的模拟设定 ，并非黑洞真不存在
，只是为了化解广义相对论与量子物理在黑洞中的矛盾
。

行星

指绕恒星运行
、自身不会发可见光的天体。一般来说，人们只能看到太阳系内的行星 。目前 ，有天文学家已经发现一些太阳系外的行星
。例如：大熊座47有一颗行星
，仙女座的v星有3颗行星。

卫星

指绕行星运行、自身不会发可见光 、其表面反射恒星光而发亮的天体 。至今人们仅观察到太阳系内的卫星，共90余颗。

彗星

主要由冰物质组成 ，沿椭圆或抛物线和双曲线轨道绕恒星运行
。当靠近恒星时
，因冰物质受热熔化，蒸发或升华 ，拖出长长的尾巴。

流星体

指绕恒星运行的
、质量较小的天体
，其轨道千差万别 。在太阳系中有些流星体是成群的，称为流星群
。当流星体进入地球大气层时 ，由于速度很高，与地球大气层摩擦生热燃烧发光
，形成明亮的光迹，称为流星现象。

二类 ：星团、星系 、星云
、星际物质

星团

指恒星数目超过10颗以上 ，并且相互之间存在物理联系（引力作用）的星群 。由十几颗到几十万颗恒星组成的
，结构松散，形状不规则的星团称为疏散星团 ，他们主要分布在银道面因此又叫做银河星团
，主要由蓝巨星组成，例如昴宿星团（又名昴星团）；上万颗到几十万颗恒星组成 ，整体像圆形
，中心密集的星团称为球状星团
。

星系

指无数的恒星系（包括恒星的自体）、尘埃（如星云等）组成的运行系统。参考银河系，它是一个包含恒星 、气体的星际物质
、宇宙尘和暗物质 ，并且受到重力束缚的大星系 。

河外星系

在银河系以外
，由大量恒星组成，但因为距离遥远 ，在外表上都表现为模糊的光点，因而又被称为“河外星云 ”
。人们又观测到大约10亿个同银河系类似的星系。按照它们的形状和结构
，可以分为：旋涡星系、棒旋星系 、椭圆星系和不规则星系 。人们估计河外星系的总数在千亿个以上
。最通用的河外星系分类法是1926年哈勃提出的。河外星系的发现将人类的认识首次拓展到遥远的银河系以外，是人类探索宇宙过程中的重要里程碑 。

星系团

是由星系组成的自引力束缚体系 ，通常尺度在数百万秒差距
，包含了数百到数千个星系。包含了少量星系的星系群叫做星系团
。距离远达70亿光年之外。

超星系团

若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统，又名二级星系团 。本星系群就同附近的50个左右星系群和星系团构成本超星系团
。星系团聚合成超星系团的现象叫作星系的超级成团或二级成团。超星系团的质量范围为1015～1017太阳质量 。

星云

指银河系空间气体和微粒组成的星际云
。一般它们的体积和质量较大 ，但密度较小
，形状不一，亮暗不等。以形态可分为弥漫星云
、行星状星云、超新星爆发后残留的物质云和暗黑的球状体 。过去在星云性质不清楚之前 ，把星云分为河内星云和河外星云两种
，河内星云实质就是“星云
”，是银河系内的星际物质；河外星云就是现在说的河外星系 ，简称“星系”
。

星际物质 (包括行星际物质 、星系际物质)

恒星之间的空间非常广阔
，但不是一无所有的真空，而是充满了形形色色的物质 ，这些物质统称为恒星际物质。星际物质包括星际气体和星际尘埃 。星际气体包括气态原子、分子
、电子和离子等
。星际尘埃是指直径很小（约10万分之一厘米）的固态物质，它们弥散在星际气体之中,大约是星际物质总质量的10％。星际尘埃包括冰状物、石墨和硅酸盐等混杂物 。

行星际物质

行星际物质是填充在太阳系的物质
，太阳系内较大的天体，如行星 ，小行星和彗星都运行在其间。行星际空间虽然空空荡荡
，但并非真空﹐其中分布着极稀薄的气体和极少量的尘埃
。在地球轨道附近的行星际空间中﹐每立方厘米平均约含有五个正离子(绝大部分为质子)和五个电子。此外﹐还充斥着来自太阳 、行星以及太阳系以外的电磁波 。

暗物质

在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质
。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质可能由物质形成 ，比如
，老年的恒星最终因能量散发殆尽而成为黑矮星进而形成暗物质 。暗物质目前仅限于理论证实，关于它的具体性质可详细阅读百度百科“暗物质 ”里面的内容 ，它不能被我们观测到
。

暗物质的两个特点：1
，不带电荷；2，透明（即光子可以通过）宇宙是由26％的暗物质 ，68%的暗能量
，和约5％的可见物质

反物质是正常物质的反状态，当正反物质相遇时 ，双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。可以被制造出来 。

在粒子物理学里
，反物质是反粒子概念的延伸，它与“正物质
”之间的区别在于组成反物质的粒子性质相反
。

红外源 （infrared source）是宇宙中红外波段所具极大辐射能量的天体。此种发射源发现于20世纪60年代 。通常认为大部分红外源系由年轻恒星加热其四周的尘埃状物质 ，使之在红外波段再辐射所致
。它发生于银河系（但不包括太阳系）
，尤以银河中心以及河外星系
、类星体和分子云中为多，其温度仅几百摄氏度。但类星体等的红外源却为非热红外辐射 ，至于其形成机理还有待进一步研究 。 紫外源 与之相似。

射电源 （radio source）

其是“宇宙射电源”的简称
。能发射强无线电波的天体。发射无线电波的恒星称射电星 。宇宙空间辐射无线电波的分立天体
。大多数天体都可能是射电源
，已发现的射电源有3万多个。射电源类型很多，按视角径大小可分为致密源和展源两类 。

X射线源

发现的X射线源已超过了1000多 
。研究表明  ，它们实际上是不同种类的天体
，除了太阳外，已证认出的有脉冲星、脉冲双星 、超新星遗迹
、密近双星、X射线双星 、X射线脉冲星 
、X射线新星 、塞佛特星系 、类星体
、星系团 、黑洞等。但还有许多X射线源尚未得到光学证认 。

γ射线源 （γ-ray source）

其是指能发出γ射线的天体
。尽管1958年已有人预言了它的存在 ，但因γ射线根本无法到达地面
，只能依靠空间天文技术。且由于γ射线的背景辐射一般都很强，所以除太阳以外的γ射线源1967年才首次由轨道太阳观测台3号探测到 。后来证认出它来自银盘 ，其能量高于50兆电子伏
。已发现的γ射线源不过数十个，而且光学认证相当困难。过去认为
，超新星遗迹应是重要的候选者，但仍未能观测到蟹状星云的γ射线谱线 。可以肯定的γ射线源是脉冲星和银心 ，还有可能的是类星体及活动星系。

▎ 判断

判断某一物质是不是天体
，可以用“三看 ”来概括：一是看它是不是宇宙中物质的存在形式，星际物质尽管用肉眼看不见 ，但它是天体；二是看它是不是宇宙间的物质
，天体的某一部分不是天体；三是看它是不是位于地球的大气层中，位于外层空间的是天体 ，位于地球大气层中的不是天体
。


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