我們現在看到的星星早已死亡了嗎?

近日友人在Facebook張貼著名冷笑話網站9gag.com的一個有關星星的笑話,該笑話宣稱我們向星星許願並沒有用,因為根據天文學,我們看到的星星的光都是“數百萬年前”發出的,實際上那些星星早已死亡,就像我們的夢想一樣。

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本人並不打算評論對星星許願有沒有用,亦不想評論此笑話的作者是真痴還是假傻,本人只想評論一下此笑話對星星的說法,因為此笑話對星星的描述,從頭到尾都是錯的,而且實際上是錯很大。

恆星之間的距離單位 – 光年

我們晚上看得到的所謂「星星」,基本上是指除太陽和月亮外,晚上在天空中可以看到的一點一點的光亮小點。這些「星星」主要分為兩類,一種是我們太陽系內的行星,肉眼能看見的共有五顆,分別是水星、金星、火星、木星和土星,另一種就是與太陽一樣,但距離地球遠很多的恆星。在天文學上,「star」一般都是指恆星。有關行星的在這裡不需要詳細討論,在行星上的光傳來地球的所需時間都是數個小時之內,它們完全沒有實際上已經死亡的問題,因此本篇文章的討論重點,是恆星。

對恆星有一個粗略概念的人而言,他一般都知道恆星其實距離地球非常遠。實際上,以人類的尺度而言,恆星和地球的距離也的確遠超我們日常的經驗,以致若要使用我們日常生活中最常用的最長距離單位 – 公里 – 來表示恆星與地球的距離,表示出來的數字後面會拖著很多個「0」。因此,天文學家發明了星際間的距離單位 – 「光年」。

根據相對論,光速是恆定的,即光在任何情況下的速率都是固定的,大概是一秒走30萬公里。而天文單位「光年」的定義,就是以光速直線行走一年所經過的距離。以公里表示的話,一光年即大約9.46兆公里,或9 460 000 000 000公里。而這個距離單位,剛好可以幫助我們知道,我們現在看到的星星的光,是由多少年前由該恆星發出的。例如與地球最近的恆星「比鄰星」,與地球的距離是4.22光年,亦代表從比鄰星發出的光,需要4.22年的時間就能抵達地球,給我們觀察得到。

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仙女座星系

實際上,我們晚上看到一顆一顆的星星,絕大部分都是距離地球一千光年之內,全部位位銀河系之內,屬於銀河系中比較接近我們的星體。換句話說,我們看到的星星之光,都是在近一千年內已經產生的,而不是笑話中數百萬年前。若果要觀測數百萬年前產生的光,就要看數百萬光年外的星體了,而數百萬光年,已經超出了銀河系的範圍,到達另一個星系的距離了(例如仙女座星系距離地球約250萬光年)。

恆星的壽命與死亡 – 超新星大爆發

該笑話除了弄錯了恆星的距離外,實際上也弄錯了恆星的壽命。恆星的壽命是與它的質量成反比的,即恆星的質量愈大,它的壽命也愈短;但即使是質量很大的恆星,一般也會有數百萬年的生命,而類似太陽質量的恆星,其生命更長達100億年。一千年對恆星的生命而言,只是一段很短的時間。

略去與太陽質量相近的恆星不談,只看大質量的恆星又怎麼樣?只要這些大質量恆星足夠多,總會找到一些恆星並實早已死亡吧?或許,但它們的出現頻率比大家想像中的要低得多。

生命周期只是數百萬年的大質量恆星,在它們生命完結的瞬間,會進行一場規模異常龐大的爆炸,這種爆炸,在天文學上稱為「超新星爆發」。它是大質素恆星臨死的最後怒吼,它會使恆星的亮度瞬間提升上億倍,並在其後留下大量的星塵,形成非常漂亮的爆炸星雲。

Crab_Nebula

蟹狀星雲 – 超新星爆發後的殘骸

我們看到的星星,在一千年內發生超新星爆發的頻率高嗎?實際上,這個頻率很低。不要說我們看到的六千多顆星星,就算我們把整個銀河系的的1000億顆星星都計算在內(這些星星絕大部分在平時根本不可能單獨看到),近一千年在銀河系內的超新星爆發,也只有4次(分別是豺狼座SN 1006爆發、天關客星爆發,即造成蟹狀星雲的爆發、第谷超新星克卜勒超新星),最近的一次是1604年的克卜勒超新星爆發。也就是說,我們已經有超過四百年沒有見證過平時有可能看到的星星的死亡了。

左- SN 1006,右上 – 第谷超新星殘駭,右下 – 刻卜勒超新星殘駭

總結而言,我們平時晚上肉眼可以看到的六千多顆星星中,基本上所有到今天都依然存在,而且還會存在很久,大家不用擔心現在看到的星星是否已經死亡。至於向還沒有死的恆星許願有沒有效,我就不在此評論了。

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