星星“知”科學(xué)

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中國流行搖滾樂隊(duì)“逃跑計(jì)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(dá)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(dú)和嘆息……”前路迢迢，孤獨(dú)、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(dāng)我找不到存在的意義，每當(dāng)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(yīng)該是我們永不放棄的信念。星星入歌無數(shù)，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(huì)有所不同？就讓《夜空中最亮的星》告訴大家星星的科學(xué)世界吧！

星星發(fā)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(huì)發(fā)光呢？

要回答這個(gè)問題，先了解一下星星到底都是什么。先說數(shù)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(wěn)定的是太陽系的行星、衛(wèi)星;還有少量一團(tuán)團(tuán)、一簇簇的是星云、星團(tuán)和星系;當(dāng)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(fā)著光芒，構(gòu)成了繁星閃爍的壯美夜空。

像太陽這樣自身會(huì)發(fā)光的恒星由熾熱氣體組成，內(nèi)部溫度高達(dá)1000萬攝氏度。物質(zhì)在這樣的高溫下發(fā)生反應(yīng)（核聚變反應(yīng)），產(chǎn)生高溫和大量能量，這些能量以輻射的方式由內(nèi)傳到外，從恒星表面發(fā)射至宇宙中，使它們長期閃閃發(fā)光。

有些星星自身不會(huì)發(fā)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(nèi)部溫度遠(yuǎn)低于恒星，不能發(fā)生核聚變反應(yīng)，也就無法釋放出巨大能量，更不能自行發(fā)光。我們能看到行星的光亮（衛(wèi)星也是如此）是因?yàn)樗鼈兎瓷淞颂柕墓?，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?yàn)樗诮?jīng)過太陽系時(shí)彗尾被熔化而發(fā)出的光（和流星相似）。

由此可見，星星發(fā)光是由不同原因引起的?？墒牵瑸槭裁窗l(fā)光的星星還“一閃一閃”的呢？

星星最愛“眨眼睛”

其實(shí)，星星本身并不會(huì)閃爍。它們一閃一閃首先是因?yàn)榇髿獾恼凵洹４髿飧粼诘厍蚺c星星之間，當(dāng)人們在地面看星星時(shí)，目光要穿過覆蓋著地球的大氣。而當(dāng)星星的光通過不穩(wěn)定的冷的和熱的大氣層，射到地球上時(shí)，大氣層以不同的形式折射著星光，形成了星星會(huì)“眨眼”的假象。

另外，空氣中不同區(qū)域合有的水蒸氣、灰塵等雜質(zhì)含量不同且溫度不均勻，大氣層也就不均勻。當(dāng)星光通過大氣層時(shí)，就會(huì)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(huì)根據(jù)密度的不同而產(chǎn)生變化。所以，我們就會(huì)看到星星好像在閃動(dòng)的樣子。

因此，調(diào)皮的是大氣，不是星星。

望遠(yuǎn)鏡：觀察宇宙的“大眼睛”

當(dāng)我們的祖先第一次仰望星空的時(shí)候，一定驚訝于星空的絢麗，否則他們的后代不會(huì)執(zhí)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(yuǎn)鏡。1609年，意大利天文學(xué)家伽利略把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)木星，開啟了人類探索宇宙深處的旅程。所以，望遠(yuǎn)鏡是我們觀察宇宙的“大眼睛”，現(xiàn)代天文學(xué)研究更是離不開各類先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡。

普通的望遠(yuǎn)鏡是指光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。這是一種用于觀察遠(yuǎn)距離物體的目視光學(xué)儀器，能把遠(yuǎn)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(yuǎn)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(xué)系統(tǒng)。

除了日常生活中的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡外，在現(xiàn)代天文學(xué)中，天文望遠(yuǎn)鏡則包括了射電望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡、X射線和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡。同時(shí)，天文望遠(yuǎn)鏡的概念又進(jìn)一步延伸到了引力波、宇宙射線和暗物質(zhì)的領(lǐng)域。

為了更清晰地看上一眼宇宙，人們耗費(fèi)10年時(shí)間，動(dòng)員了萬人建造了一部“智慧之眼”——哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。它是第一臺太空望遠(yuǎn)鏡，總長度超過13米，質(zhì)量為幾噸多，運(yùn)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(huán)繞地球一周。由于運(yùn)行在外層空間，哈勃望遠(yuǎn)鏡獲得的圖像不受大氣層擾動(dòng)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(dá)過的宇宙空間遨游，地球的起源、宇宙的奧秘和遙遠(yuǎn)星空中上演的動(dòng)人故事終于得以被觸及。現(xiàn)如今，它的繼任者韋伯太空望遠(yuǎn)鏡已裝配完成，在地面靜候升空的指令?？趶竭_(dá)到6.5米的韋伯望遠(yuǎn)鏡，將被放置在距離地球150萬千米的拉格朗日點(diǎn)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(shí)會(huì)有什么樣的驚喜從空中傳回，我們拭目以待！

實(shí)驗(yàn)室里造明星

既然夜空中有最亮的星，那在實(shí)驗(yàn)室里，我們怎樣創(chuàng)造一顆閃耀的明星呢？那就一定要提到鋁熱反應(yīng)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(nèi)，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(diǎn)燃鎂條，同時(shí)戴好護(hù)目鏡，壯觀的鋁熱反應(yīng)發(fā)生了！

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

（責(zé)任編輯/岳萌 美術(shù)編輯/滿斗工作室）