星穹铁道中的天文学

更新：

230616：新增了天体谐乐、旋臂、命途回响：「毁灭」相关。

前言：

这篇只是介绍相关天文学知识，如果对星穹铁道出现过的星球、星系以及星座感兴趣建议看我之前写的《星穹铁道全星球及星系浅析》。

有些游戏里出现的概念不打算写单独条目，但在解释其他概念出现了就标红一下。

有些感觉没啥好说的比如黄道、射线暴等等暂时就不说了。

天体相关

恒星（star）是一个会发光的天体，会通过核聚变产生热量和光。

行星（planet）是围绕恒星运行的中等大小的天体，它通过反射光发光。

卫星（satellite）是绕行星运行的天体。

彗星（comet）俗称扫把星，“彗”指的就是帚。彗星绕恒星公转，它由冰和尘埃组成，当彗星靠近太阳时，它的冰和尘埃开始蒸发。 因此，当在望远镜中观察时，彗星看起来模糊和/或有尾巴。

流星体（meteoroid）大部分是小行星或彗星的一小块，并且通常由碰撞产生。当流星体靠近地球并进入地球大气层时， 它被称为流星（meteor）。  如果流星在燃烧中幸存下来并降落在地面上，它就被称为陨石（Meteorite）。

星系英文是galaxy，游戏里星系有时还翻译为了star system，指恒星系统，这是因为从广义上讲星系也算恒星系统。恒星系统（star system）是少数彼此绕轨道运行的恒星，而一大群受引力束缚的恒星通常被称为星团（star cluster）或星系（galaxy）。

顺便一提，太阳系算不算恒星系统要看对恒星系统的定义，一般来说恒星系统是由至少两个恒星组成的，而太阳系指的是太阳及其行星系统，只有太阳一个恒星，这种情况下算不上恒星系统，但恒星系统有时也会用来指单独但有更小的行星系环绕的恒星，这种情况太阳系才算恒星系统。

恒星演化

星穹铁道里使用的很多概念离不开恒星演化的过程，所以我会先从整体上介绍恒星演化的过程，后面再具体分析游戏的一些概念，有一些不是很重要而游戏里也没提到的就省略了。

这里用Msun表示太阳的质量。

小于8倍太阳质量的恒星（部分）：

分子云->原恒星->主序阶段->红巨星->行星状星云及白矮星->白矮星

大于8倍太阳质量的恒星：

分子云->原恒星->主序阶段->红超巨星->超新星->中子星（大）或黑洞（更大）

1.  恒星形成：恒星诞生于冷而致密的分子云的引力坍缩。随着云的坍塌，它分裂成更小的区域，这些区域自身收缩形成恒星核心。这些原恒星在凝结时旋转得更快，温度也会升高，并且被原行星盘包围，后来可能会形成行星。

2.  主序星：收缩的原恒星的中心温度升高到核反应开始的温度，最终变成主序星（矮星）。主序阶段是恒星生命中最长的阶段。在这个阶段，核聚变发生在核心，氢原子结合形成氦，释放出大量能量。 

3.  晚期（<8Msun：红巨星 | >8Msun：红超巨星）：对于中小质量恒星，一旦核心中的氢全部燃烧成氦，能量产生就会停止，核心开始收缩。这会提高恒星的内部温度并点燃惰性核心周围燃烧的氢壳。 同时，氦核继续收缩并升温，当温度到到达1亿K时，核心的氦开始点燃，开始了氦聚变成碳的核反应。 这导致恒星极大地膨胀并增加了光度，成为一颗红巨星。对于大质量恒星，则会经历类似的过程成为红超巨星。

4.  死亡（<8Msun：行星状星云及白矮星 | >8Msun：超新星）：对于中小质量恒星，碳核继续收缩，但从未达到足以引发碳燃烧的温度，直到它受到电子简并压力的支持，不可能进一步收缩，核心已经形成了一颗白矮星，同时，每个热脉冲都会导致恒星的外层膨胀，从而导致一段时间的质量损失。 最终，恒星的外层被白矮星完全抛射并电离，形成行星状星云。 对于大质量恒星，收缩的核心将达到碳点火的温度，并开始燃烧成氖，这个核心燃烧过程接着核心收缩和壳层燃烧，在一系列核反应中重复，依次产生更重的元素，直到在核心中形成铁，这颗恒星最终耗尽了燃料，并在自身引力的作用下坍塌，导致称为超新星的强大爆炸，可能会留下中子星或黑洞。

5.  恒星残骸

白矮星：如果核心剩下的质量小于1.4倍太阳质量，它就将坍缩形成白矮星。白矮星靠“生前”积蓄的能量维持温度和辐射，终将会慢慢地冷却和暗淡下去，熄灭掉最后的光辉。这类星的光谱大多是A型，发出白颜色的光，而且半径特别小，所以叫做白矮星。

中子星：超新星爆发后，如果核心剩下的质量在大约1.4倍太阳质量到3倍太阳质量之间，它就将坍缩形成中子星：电子几乎全被压进质子中去，使质子转化为中子，核心物质呈现为中子简并态。

黑洞：黑洞有很多种，与恒星演化有关的被称为恒星级黑洞，这种黑洞是大质量恒星死亡后留下的遗迹。如果坍缩的恒星核心大于3倍太阳质量，它就会完全坍缩形成一个黑洞：一个密度无限大的物体，其引力如此之大以至于任何东西都无法逃脱它的近距离，甚至光也不行。

「矮星」「巨星」「超巨星」

这是游戏里「星芒战幕」不同难度的名称。

在天文学中，恒星分类是根据恒星的光谱特征对恒星进行分类。目前，大多数的恒星都使用摩根-肯纳分类法（MK，哈佛分类）的系统，以字母O、B、A、F、G、K、和M，从最热的（O型）依序排列到最冷的（M型），不过这种分类只考虑到了恒星的有效温度，后来每一颗恒星都从旧的哈佛光谱分类加上一个表示光度的罗马数字，组成恒星的光谱类型，光度分类的I用于超巨星，II用于更亮的巨星，III用于正常的巨星，V用于主序星（矮星）。

注：光看「矮星」说的其实是主序星，主序星又称矮星。 “矮”一词的含义后来被扩展到一些不是恒星的恒星大小的物体，比如褐矮星是由于质量不足而无法通过氢核聚变成为主序星的类恒星天体，也有用来表示不再是恒星的致密恒星残余物，如白矮星。

重力坍塌、重力崩溃 gravitational collapse

这里指的应该是引力坍缩，重力和引力英文都是Gravity，在恒星演化过程中，分子云形成恒星以及恒星晚期形成残骸的过程都会经历引力坍缩。

重力坍塌和重力崩溃都是在致黯淡星任务里提到的，英文都是gravitational collapse，一边提到是重力崩溃引发星震，一边说是星震造成的重力坍塌，这两个说法我觉得有点矛盾了。

引力坍缩（英文：Gravitational collapse）是天体物理学上恒星或星际物质在自身物质的引力作用下向内塌陷的过程，产生这种情况的原因是恒星本身不能提供足够的作用力以平衡自身的引力，从而无法继续维持原有的流体静力学平衡，引力使恒星物质彼此拉近而产生坍缩。

黑洞蒸发 black holes evaporate

黑洞实际上会失去质量。斯蒂芬霍金在 1974 年提出黑洞辐射少量粒子（主要是光子）的理论，这一过程被称为“霍金辐射”。 这种“蒸发”过程会导致黑洞随时间缩小并最终完全消失。 然而，这是一个极其缓慢的过程：一个太阳质量的黑洞蒸发大约需要 10^67 年，比宇宙存在的 140 亿年要长得多。

「调用2号设备舱的纽尔•伊曼望远镜，设置100倍天文单位，观测前方『星前云核』。」

「要特别注意粒子密度，一旦发现超致密结构，马上开始记录『恒星胚胎』的分裂过程。」

这是艾丝妲的角色故事4里提到的。

这里的描述参考了2021年的《科学家发现超致密恒星“胚胎”》这个旧闻，都是在星前云核寻找超致密的恒星“胚胎”分裂过程，超致密恒星“胚胎”的描述除了这篇很少见到，而且同样是100倍天文单位（报道里说的日地距离）。

相关文献名字是ALMA Survey of Orion Planck Galactic Cold Clumps (ALMASOP): Detection of Extremely High-density Compact Structure of Prestellar Cores and Multiple Substructures Within。

天文单位 astronomical units

天文单位（英语：Astronomical unit，缩写的标准符号为AU，也写成au、a.u.或ua）是天文学上的长度单位，曾以地球与太阳的平均距离定义。2012年8月，天文学家以无记名投票的方式，把天文单位固定为149597870700米。

星前云核 pre-stellar core

星前云核也叫做星前核心，是分子云最稠密的区域，是新恒星的孕育地，在引力坍缩产生中心原恒星之前。

星云 Nebula

星云（英文Nebula来源于拉丁语的“云”或“雾”）是星际介质的一个独特的发光部分，它可以由电离的、中性或分子氢以及宇宙尘埃组成。

恒星演化过程中的分子云便是星云的一种，分子云可以形成分子，其中最常见的是作为恒星核聚变燃料中的氢 (H2)。

天体谐乐 Harmony of the Heavenly Spheres

同谐行迹材群星乐章描述的「有些天文学家们认为，天体运行犹如复杂的机械结构，日月众星在运转时会发出水晶般悦耳的音符。此所谓『天体谐乐』。」和天体音乐（Musica universalis, universal music）的理念有关。

古希腊哲学家毕达哥拉斯（Pythagoras）最早提出“天体音乐”模型，用太阳、月亮和行星固定在球体上来解释宇宙学，而它们的运动是由类似于音乐的东西驱动的；亚里士多德在《论天》第二卷中提到，毕达哥拉斯主义者认为天体在运行时也遵循物体运动的规律，如果把体积和速度看作音调的话，那么天体会发出和谐的声音，只是亚里士多德并不认同这种想法；开普勒则在毕达哥拉斯的影响下进一步发展，在《世界的和谐》（Harmonice Mundi）中详细论述了天体运行的和谐法则，并将其与音乐之和谐的数学原理联系起来。

星表 Star Map

科员荣仓终的日记里提到了《何塞星表》，星表是天文学上的目录，我觉得这里英文翻译得不是很好，星表英文要用star catalogue，star map指的是星图（或译为star chart），用来识别和定位恒星、星座和星系，两者还是不一样的。

变星 variable star

变星是从地球上观察其亮度有起伏变化的恒星，变星大都处于恒星演化的不稳定阶段。

恒星风 stellar wind

星风（英语：Stellar Wind）是恒星表面发出的物质流，是恒星质量流失的一种途径。星风在所有恒星中普遍存在，但速度和强度有很大差异。

太阳风 Sunstorm

太阳发出的星风通常称为太阳风。太阳风（英语：solar wind）特指由太阳上层大气射出的超高速等离子体（带电粒子）流。

引力波 gravity waves

模拟宇宙巡猎星神描述里提到天文观测系统捕捉到岚毁灭天戈星产生的引力波信号，这明显和引力波天文学有关。

引力波天文学是观测天文学的一门新兴分支，传统天文学主要是使用电磁波来观测各种天体系统，而引力波天文学利用引力波来收集对于剧烈天文事件的引力波波源资讯，如白矮星、中子星与黑洞一类的星体所组成的联星，超新星与大爆炸也是剧烈天文事件的引力波波源。天文学家可以利用引力波观测到超新星的核心，或者大爆炸的最初几分之一秒，利用电磁波是不足以观测到这些重要天文事件。

旋臂 spiral arms

旋臂是连接到螺旋星系中心的任何细长和弯曲的螺旋部分。

根据密度波理论。旋臂不是由固定物质组成的，而是一种运动的波动现象，此波是大尺度物质分布维持与自引力平衡的一种密度波。恒星和物质在绕星系中心旋转时，绕转速度和空间密度都是波动变化的，当它们进入引力势能较低的区域时速度变慢，物质显得密集，波密度极大的波峰处就呈现为旋臂的图像。  

巨引源基盘 Great Attractor Base

巨引源（英语：Great Attractor）指的是位于拉尼亚凯亚超星系团中心的长蛇-半人马座超星系团附近的引力异常处，一个相当于数万个银河系质量的引力中心，距离地球1.5亿至2.5亿光年。大约几亿光年外的包括本星系群和室女座星系团成员在内数百万个星系都受到它的影响。

行星环 planetary ring

环系统是一个圆盘或环，围绕一个天体运行，由固体物质如尘埃和小卫星组成，是巨行星周围卫星系统的常见组成部分。 行星周围的环系统也称为行星环系统。 

太阳系中最突出和最著名的行星环是土星周围的行星环，但其他三颗巨行星（木星、天王星和海王星）也有环系统。 在水星、金星和地球的距离处，太阳周围也有尘埃环，与这些行星的平均运动共振。 最近的证据表明，在其他类型的天体周围也可能发现环系统，包括小行星、卫星、褐矮星和其他恒星。

命途回响：「毁灭」相关

没什么人看，这部分暂时懒得详细说了，感兴趣自己搜。

回响构音：极端氦闪 Resonance Formation: Extreme Helium Flash

氦闪是低质量恒星（0.8～2.0太阳质量）在红巨星阶段非常短暂的热失控核融合，大量的氦经由3氦过程成为碳。

寰宇热寂特征数 Universal Heat Death Characteristic

热寂，在游戏其他地方也有提到

毁灭性吸积 Devastating Accretion

吸积，在游戏其他地方也有提到

破坏性耀发 Destructive Flare

耀发

原生黑洞 Primordial Black Hole

原初黑洞（Primordial black hole）

不稳定带 Instability Strip

永坍缩体 Eternally Collapsing Object

磁层永坍缩体