太空历史

不朽之问:宇宙中一共有多少颗星星?

在晴朗的夜晚,从路灯的灯光中望向天空,你会用肉眼看到几千颗星星。即使是使用一个非专业的天文望远镜去观测,也会有数百万星星进入视野。

那么宇宙中一共有多少颗星星呢?提出这个问题很容易,但科学家很难给出一个完美的答案。星星不是随机散布在太空中,它们被聚集在一起形成星系。我们的太阳属于银河系。天文学家估计,仅在银河系中就有大约1亿颗星星。除此之外,还有数以百万计的其他星系!

依巴谷卫星绘制的我们星系数百万星星的图片,但宇宙中还有多少颗星星呢?

依巴谷卫星绘制的我们星系数百万星星的图片,但宇宙中还有多少颗星星呢?

有人说,计算宇宙中的星星就像试图计算地球上海滩上的沙粒数量一样。我们可以通过测量海滩的表面积并确定沙层的平均深度来做到这点。如果我们能够计算出一个单位空间的沙滩中的沙砾数量,通过乘法,我们可以粗略计算出整个海滩上的沙砾数量。

对于宇宙来说,我们把星系看作一个单位空间,大约有 10 的 11 次方到 10 的 12 次方颗星星在我们的银河系中,与此同时我们的宇宙大约有 10 的 11 次方或 10的12次方左右个星系。通过这个简单的计算,我们可以大约估算出宇宙中 10 的 22 次方至 10 的 24 次方颗星星。这只是一个粗略的数字,因为显然并非所有星系都是相同的,就像在海滩上,不同地方的沙子深度也会不相同一样。

没有人试图去一颗一颗地单独数这些星星,取而代之的是我们测量星系的综合数据,例如数量和光度等。欧洲航天局的赫歇尔空间天文台(拥有人类有史以来发射的最大的远红外线望远镜,用于研究星体与星系的形成过程)做出了重要贡献,他“计算”出了红外线中的星系数量,并测量了它们在这个范围内的光度—这是以前从未尝试过的。

了解星星形成的速度可以为计算结果带来更强的确定性。赫歇尔( Herschel )还绘制了整个宇宙历史中星星的形成速度。如果你能估计星星形成的速度,你将能够估计今天宇宙中有多少颗星星。

1995年,哈勃空间望远镜( Hubble Space Telescope ,HST )的一张图像表明,星星的形成在大约七千万年前达到了一个高峰。然而最近,天文学家又想了一想:哈勃深场图像是在光学波长下拍摄的,现在有一些证据表明,许多早期的星星形成被厚厚的尘埃云所掩盖。尘埃云阻挡了星星的光线,并将其光转化为红外辐射,使它们对 HST 不可见。但赫歇尔可以在红外波长下观测这个在以前被隐藏的宇宙,揭示更广阔更深层的星空。

盖亚卫星绘制银河系星图

盖亚卫星绘制银河系星图

很快,盖亚卫星将发射,它将建立在喜帕恰斯任务的遗产之上,研究我们银河系中的星星。该任务将十多万颗星星的位置精确到高精度,将超过一百万颗星星的位置精确到较低的精度。盖亚将在五年内监测其 10 亿颗目标星星中的每颗 70 次,精确地绘制它们的位置,距离,运动和亮度变化。综合起来,这些测量结果将为我们银河系的结构和演化建立前所未有的图景。

多亏了这样的任务,我们离回答那个经常被问到的问题:“宇宙中有多少颗星星?”又近了一步。


参考文献:

[1]ESA – How many stars are there in the Universe?

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2 Comments

  1. 哇,感觉宇宙真的好浩瀚

  2. 哇,感觉宇宙真的好浩瀚

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