圖/陳翊榛
文/瑢瑢
當在夜晚仰望滿天星斗時,我們看得見星光閃爍,卻從來不曾聽過它們的聲音。那麼,遙遠的星星究竟會不會發出聲音呢?
相信大多數的人都知道答案:宇宙中缺少空氣,而聲波需要介質來傳遞,因此在太空中應該是萬籟俱寂的。但事實上,天空中的星星一直在演奏著永不停歇的音樂會,只是我們無法用耳朵聽見而已。
恆星震動 發出聲波
聲音的本質,是由振動產生的波,就像撥動吉他的弦,它會震動並發出聲音;敲擊鼓面,也會因為震動而產生聲波,恆星其實也是如此。恆星並不是靜止不動的巨大火球,而是一顆顆持續震動的氣體球。以太陽為例,它的內部不斷進行核融合反應,釋放出大量能量,熾熱的氣體向上移動到恆星表面,在那裡冷卻後落回,會形成劇烈的對流運動,並激發出聲波,使得整顆星球像是在微微呼吸一般,不斷膨脹與收縮。不過這些震動的速度非常緩慢,科學家便利用電腦,將這些極低頻的震動轉換成人耳可以感知的聲音,就像把一段播放速度極慢的影片快轉一樣,使原本聽不見的振動變成可以聆聽的聲音。
不過,天文學家究竟是如何知道星星正在發聲呢?答案就在一門稱為「星震學」的研究中。當恆星振動時,表面的亮度也會跟著產生極其微小的變化。這些變化雖然人眼察覺不到,但太空望遠鏡卻能精確記錄下來。
科學家分析這些明暗變化,就能推算出恆星震動的頻率與模式,進而了解它的內部結構、大小、質量、年齡,甚至能更準確地推估周圍行星的大小、軌道與其他特性,例如是否位於適合液態水存在的宜居帶。有點像醫師透過超音波檢查人體內部,天文學家也能藉由分析恆星的震動,推測它的內部結構,窺探星星的祕密。
宇宙樂團 各有音調
不同的恆星,也有各自不同的音調與特色。一般而言,體積較大的恆星震動頻率較低,因此聲音顯得低沉渾厚;較小的恆星震動頻率較高,音調則較為高亢。就像樂團中有低音大提琴,也有高音小提琴,每一顆星星都擁有屬於自己的旋律。我們最熟悉的太陽,也有自己的歌聲呢!科學家發現,太陽在任何時刻都同時存在數千種不同的震動模式,就像一支龐大的交響樂團,同時演奏著各種高低不同的旋律。
不只有恆星會發出「聲音」。有些行星也能產生不同形式的波動。近年來,科學家透過探測器記錄到火星上的風聲,而木星、土星周圍磁場和帶電粒子所形成的電磁波,也能經過電腦轉換,變成人類可以聽見的聲音。
當你再次抬頭仰望星空時,是否也有了不同的感受呢?那些看似安靜的星星,其實一直都在震動、一直都在歌唱。只是,星星的歌聲既無法穿越近乎真空的宇宙,又低沉得超出人耳能聽見的範圍,我們需要透過科學的方法去「傾聽」。原來,看似寂靜的夜空,其實正上演著一場持續不歇的宇宙交響樂。