星星“知”科學

徐海　楚婉苓　楊敏

中國流行搖滾樂隊“逃跑計劃”的這首《夜空中最亮的星》，流露著青春的夢想和追求，訴說了年輕的迷茫、憂傷和沖勁，卻依然表達著熱愛和夢想的信念力量。

“夜空中最亮的星/能否聽清/那仰望的人/心底的孤獨和嘆息……”前路迢迢，孤獨、疲憊而迷茫的跋涉中，多么渴望有一顆最亮的星指引自己前行;“每當我找不到存在的意義，每當我迷失在黑夜里，夜空中最亮的星，請指引我靠近你……”這顆最亮的星應該是我們永不放棄的信念。星星入歌無數，它為什么有如此魅力？它一閃一閃亮晶晶的緣故是什么？為什么星星的亮度會有所不同？就讓《夜空中最亮的星》告訴大家星星的科學世界吧！

星星發光為哪般

夜晚，星星眨著“眼睛”，像指引你的明燈，星星為什么會發光呢？

要回答這個問題，先了解一下星星到底都是什么。先說數量最多的恒星，它們跟太陽同屬一類，一閃一閃亮晶晶;另一些較為穩定的是太陽系的行星、衛星;還有少量一團團、一簇簇的是星云、星團和星系;當然還有可遇而不可求的彗星、流星;再有就是人造天體了。它們在星空中散發著光芒，構成了繁星閃爍的壯美夜空。

像太陽這樣自身會發光的恒星由熾熱氣體組成，內部溫度高達1000萬攝氏度。物質在這樣的高溫下發生反應（核聚變反應），產生高溫和大量能量，這些能量以輻射的方式由內傳到外，從恒星表面發射至宇宙中，使它們長期閃閃發光。

有些星星自身不會發光，卻能借助他人之力反而更亮，這就是諸如木星一類的行星，由于其內部溫度遠低于恒星，不能發生核聚變反應，也就無法釋放出巨大能量，更不能自行發光。我們能看到行星的光亮（衛星也是如此）是因為它們反射了太陽的光，另外就是還沾了離地球距離近的光，所以，看起來比恒星們都亮。

而彗星，比如哈雷彗星，拖著長長的尾巴，卻是因為它在經過太陽系時彗尾被熔化而發出的光（和流星相似）。

由此可見，星星發光是由不同原因引起的。可是，為什么發光的星星還“一閃一閃”的呢？

星星最愛“眨眼睛”

其實，星星本身并不會閃爍。它們一閃一閃首先是因為大氣的折射。大氣隔在地球與星星之間，當人們在地面看星星時，目光要穿過覆蓋著地球的大氣。而當星星的光通過不穩定的冷的和熱的大氣層，射到地球上時，大氣層以不同的形式折射著星光，形成了星星會“眨眼”的假象。

另外，空氣中不同區域合有的水蒸氣、灰塵等雜質含量不同且溫度不均勻，大氣層也就不均勻。當星光通過大氣層時，就會受到大氣的密度和厚薄影響。而大氣又不是絕對的透明，它的透明度會根據密度的不同而產生變化。所以，我們就會看到星星好像在閃動的樣子。

因此，調皮的是大氣，不是星星。

望遠鏡：觀察宇宙的“大眼睛”

當我們的祖先第一次仰望星空的時候，一定驚訝于星空的絢麗，否則他們的后代不會執著于要去揭開星空的秘密。然而，肉眼的視野畢竟有限。1608年，荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯·李波爾造出了世界上第一架望遠鏡。1609年，意大利天文學家伽利略把望遠鏡對準木星，開啟了人類探索宇宙深處的旅程。所以，望遠鏡是我們觀察宇宙的“大眼睛”，現代天文學研究更是離不開各類先進的望遠鏡。

普通的望遠鏡是指光學望遠鏡。這是一種用于觀察遠距離物體的目視光學儀器，能把遠物很小的張角按一定倍率放大，使之在像空間具有較大的張角，使本來無法用肉眼看清或分辨的物體變得清晰可辨。所以，望遠鏡是天文和地面觀測中不可缺少的工具。它是一種通過物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學系統。

除了日常生活中的光學望遠鏡外，在現代天文學中，天文望遠鏡則包括了射電望遠鏡、紅外望遠鏡、X射線和伽馬射線望遠鏡。同時，天文望遠鏡的概念又進一步延伸到了引力波、宇宙射線和暗物質的領域。

為了更清晰地看上一眼宇宙，人們耗費10年時間，動員了萬人建造了一部“智慧之眼”——哈勃空間望遠鏡。它是第一臺太空望遠鏡，總長度超過13米，質量為幾噸多，運行在地球大氣層外緣離地面約600千米的軌道上，大約每100分鐘環繞地球一周。由于運行在外層空間，哈勃望遠鏡獲得的圖像不受大氣層擾動折射的影響，并且可以獲得通常被大氣層吸收的紅外光譜的圖像。終于，自1990年升空以來，人類的目光可以透過哈勃這顆“大眼睛”，在從未抵達過的宇宙空間遨游，地球的起源、宇宙的奧秘和遙遠星空中上演的動人故事終于得以被觸及。現如今，它的繼任者韋伯太空望遠鏡已裝配完成，在地面靜候升空的指令。口徑達到6.5米的韋伯望遠鏡，將被放置在距離地球150萬千米的拉格朗日點上，它對光線的敏感程度相較于哈勃提升了70倍。這意味著，它將帶著人類的目光直抵星空的邊界，屆時會有什么樣的驚喜從空中傳回，我們拭目以待！

實驗室里造明星

既然夜空中有最亮的星，那在實驗室里，我們怎樣創造一顆閃耀的明星呢？那就一定要提到鋁熱反應了！

將氧化鐵和鋁粉按照體積比3：2的比例均勻混合制成鋁熱劑，裝入安全的容器內，然后取少量氯酸鉀充分研碎后撒到鋁熱劑的頂部。接著取一根用砂紙打磨好的鎂條插入鋁熱劑中間位置，點燃鎂條，同時戴好護目鏡，壯觀的鋁熱反應發生了！

原來，鎂條在劇烈燃燒的同時，還會放出大量熱能，使得氧化鐵粉末和鋁粉在高溫下發生了劇烈的氧化還原反應，最終生成液態的鐵和氧化鋁。這就是鋁熱反應的奧秘。

（責任編輯/岳萌 美術編輯/滿斗工作室）