光度 是 天體 的 本質 。 我們 不能 因為 有 無數 顆 恆星 可以 被 看見 ， 就 說 不可能 有 無數 顆 恆星 無法 被 看見 。 」 這 是 個 很 深刻 的 陳述 ； 看 不 見 的 東西 ， 我們 通常 就 不 相信 。 貝索 開啟 了 我們 現在 所謂 的 「 看 不 見 之 星 」 的 天文學 。 沒有 人 真正 看過 那 顆 「 看 不 見 」 的 伴星 （ 稱為 Sirius B ） ， 直到 1962年 ， 當 艾芬‧克拉克 （ Alvan Clark ） 在 我 居住 的 城市 ， 麻薩諸塞州 的 劍橋市 ， 測試 一 架 嶄新 的 18.5 英寸 望遠鏡 （ 那 是 當時 世界 上 口徑 最 大 的 望遠鏡 ， 是 他 父親 的 公司 製造 的 ） ， 才 看到 它 。 當天 狼星 升到 波士頓 的 天際 時 ， 他 把 望遠鏡 對準 它 ， 以 測試 望遠鏡 ， 結果 竟然 就 這樣 發現 了 Sirius B （ 它 比 Sirius A 微弱 了 一萬 倍 。 ） 藍 位移 與 紅 位移 要 確定 恆星 是否 為 雙星 ， 最 常見 的 做法 是 運用 光譜學 ， 測量 所謂 的 「 都卜勒 位移 」 ， 尤其 當 它們 距離 我們 非常 遙遠 時 。 可能 沒有 天文學 工具 比 光譜學 的 威力 更 強大 ， 而且 ， 在 過去 幾 個 世紀 以來 ， 可能 沒有 比 都卜勒 位移 更 重要 的 天文學 發現 。 你 已經 知道 當 物體 夠 熱 時 ， 它們 會 發出 可見光 （ 黑體 輻射 ） 。 構成 彩虹 的 那些 水珠 可以 像 稜鏡 那樣 將 陽光 分解 ， 讓 你 看到 從 一 端 的 紅色 到 另 一 端 的 紫色 的 連續 顏色 變化 ， 這 就 叫 光譜 。 如果 你 分解 另 一 顆 恆星 的 光 ， 你 也 會 看到 光譜 ， 但是 不見得 各 個 顏色 的 光 強度 都 相同 。 舉例 來 說 ， 一 顆 星 愈 冷 ， 它 （ 以及 它 的 光譜 ） 就 愈 偏 紅色 。 獵戶 星座 的 參宿四 （ Betelgeuse ） 的 溫度 只 有 兩千 K （ 克氏 溫標 ） ； 它 是 天空 中 最 紅 的 星 之 一 。 相較 之下 ， 同屬 獵戶 星座 的 參宿五 （ Bellatrix ） 有 兩萬八千 K ， 是 天空 中 最 藍 也 最 亮 的 星 之 一 ， 而且 經常 被 稱為 亞馬遜星 。 仔細 查看 恆星 的 光譜 ， 你 會 發現 一些 狹窄 的 隙縫 ， 那裡 的 顏色 較 弱 ， 甚至 完全 消失 ， 這 就 是 我們 所 稱 的 「 吸收 譜線 」 （ absorption line ） 。 太陽 的 光譜 中 有 數千 個 這樣 的 吸收 譜線 。 這些 是 星球 的 大氣層 中 許多 不同 的 元素 所 導致 的 。 你 已經 知道 ， 原子 是 由 原子核 和 電子 構成 的 。 電子 不能 擁有 任意 的 能量 ； 它們 有 離散 的 能階 ， 但 它們 不能 擁有 位在 這些 能階 之間 的 其他 能量 。 換句話說 ， 它們 的 能量 是 「 量子化 的 」 （ quantized ） ， 這 就 是 量子 力學 （ quantum mechanics ） 這 個 領域 被 如此 命名 的 原因 。 中性 的 氫 有 一 個 電子 ， 如果 它 被 光 轟炸 ， 這 顆 電子 可以 吸收 一 個 光子 的 能量 而 從 一 個 能階 跳到 另 一 個 更 高 的 能階 。 但是 因為 電子 能階 是 量子化 的 ， 所以 這樣 的 事 並 不會 發生 在 任意 能量 的 光子 上 。 只有 能量 恰好 能 讓 那 顆 電子 從 一 個 能階 跳到 另 一 個 能階 的 光子 （ 也 就 是 頻率 與 波長 剛剛 好 的 光子 ） 會 產生 這樣 的 效果 。 這 個 過程 （ 稱為 「 共振 吸收 」 〔 resonance ab sorption 〕 ） 會 沒收 這些 光子 ， 而 讓 連續 光譜 在 那 個 頻率 的 地方 缺 了 一 個 隙縫 ， 這 就 是 我們 所謂 的 吸收 譜線 。 氫原子 可以 在 恆星 光譜 的 可見光 部分 產生 四 條 吸收 譜線 （ 在 我們 已經 確知 的 波長 ， 或 顏色 ） 。 大多數 的 元素 可以 產生 更多 的 譜線 ， 因為 與 氫原子 比起來 ， 它們 所 擁有 的 電子數 更多 。 事實 上 ， 每 個 元素 都 有 它 獨特 的 吸收 譜線 組成 ， 所以 其 光譜 就 像 指紋 一樣 。 我們 在 實驗室 裡 研究 及 測量 這些 元素 時 ， 對 它們 的 光譜 已 知 之 甚 詳 。 因此 ， 仔細 分析 恆星 光譜 的 吸收 譜線 可以 告訴 我們 ， 在 那 顆 星 的 大氣層 裡 有 哪些 元素 存在 。 然而 ， 當 一 顆 恆星 離 我們 遠去 時 ， 所謂 的 都卜勒 位移 會 讓 那 顆 恆星 的 整 個 光譜 （ 包括 吸收 譜線 ） 朝著 光譜 中 的 紅色 部分 移動 （ 稱 之 為 紅 位移 ） 。 相反地 ， 如果 光譜 出現 了 藍 位移 ， 那麼 我們 就 知道 那 顆 星 是 朝著 我們 移動 。 經由 仔細 地 測量 一 顆 恆星 吸收 譜線 波長 的 位移 ， 我們 可以 算出 那 顆 星 相對於 我們 移動 的 速率 。 舉例 來 說 ， 如果 我們 觀察 一 個 雙星 系統 ， 那麼 每 顆 星 在 它 軌道 的 一半 時間 是 朝向 我們 移動 ， 在 另一半 的 時間 則 是 遠離 我們 。 它 的 伴星 則 是 做 完全 相反 的 事 。 如果 兩 顆 星 都 夠 亮 ， 我們 就 會 在 光譜 中 看到 紅 位移 以及 藍位移 。 那 告訴 我們 ， 我們 所 看到 的 是 一 個 雙星 系統 。 但是 吸收 譜線 會 隨著 那 兩 顆 星 的 軌道 運動 而 在 光譜 中 移動 。 舉 個 例子 ， 如果 雙星 系統 的 軌道 運動 週期 是 二十 年 ， 每 條 吸收 譜線 都 會 在 二十 年 間 在 光譜 內 往返 一 次 （ 十 年 紅 位移 及 十 年 藍 位移 ） 。 即使 我們 只 觀察到 吸收 譜線 的 紅 位移 （ 或 只有 藍 位移 ） ， 只要 我們 看到 吸收 譜線 會 在 光譜 裡 前後 移動 ， 我們 仍然 可以 確定 它 是 個 雙星 系統 ； 測量 吸收 譜線 來回 完成 一 趟 旅程 的 時間 ， 就 可以 讓 我們 得知 那 個 雙星 的 繞行 週期 。 什麼 時候 會 發生 這樣 的 事 ？ 當 一 顆 星 非常 昏暗 ， 以至於 在 地球 上 的 我們 無法 以 可見光 的 形式 看見 它 時 。 現在 讓 我們 回到 主題 ， X 射線源 。 歇克洛夫斯基 模型 及 其他 時間 回到 1967年 ， 俄國 物理學家 歇克洛夫斯基 （ Joseph Shklovsky ） 提出 Sco X-1 的 一 個 模型 。 「 根據 它 的 所有 特點 來 判斷 ， 這 個 模型 相當於 一 顆 處於 吸積 （ accretion ） 狀態 的 中子星 … … 這樣 的 吸積 需要 獲得 氣體 ， 而 一 個 相當 自然 且 非常 有 效率 的 方法 就 是 讓 一 股 氣體 流 由