第三百二十八章 星辰阵图－赫罗图﹙二﹚

ps：银河系中有千亿颗恒星，它们的特性千差万别。恒星的光度是表现它们特性的一个重要物理量。赫罗图的纵坐标是恒星的光度。光度是恒星每秒钟辐射出的总能量，以尔格/秒为单位。天文学家把光度大的恒星叫做巨星，光度比巨星更强的叫超巨星，光度小的称为矮星。

赫罗图在恒星演化的研究当中十分重要。由于恒星内部能源的不断消耗，恒星要发生演变，光度和温度都要发生变化，这导致在赫罗图上的位置发生变化。天文学家根据赫罗图描绘了恒星从诞生、成长到衰亡的演化路径，并从理论上给出恒星从诞生到主序星、红巨星、变星、新星（超新星）、致密星（白矮星或中子星或黑洞）的演化机制和模型。这是人类认识恒星世界奥秘的一个重大突破。

赫罗图可显示恒星的演化过程，大约90%的恒星位于赫罗图左上角至右下角的带状上，这条线称为主序带。位于主序带上的恒星称为主序星。形成恒星的分子云是位于图中极右的区域，但随着分子云开始收缩，其温度开始上升，会慢慢移向主序带。恒星临终时会离开主序带，恒星会往右上方移动，这里是红巨星及红超巨星的区域，都是表面温度低而光度高的恒星。经过红巨星但未发生超新星爆炸的恒星会越过主序带移向左下方，这里是表面温度高而光度低的区域。是白矮星的所在区域，接着会因为能量的损失，渐渐变暗成为黑矮星。

二、恒星光度

﹙一﹚特性千差万别

银河系中有千亿颗恒星。它们的特性千差万别。恒星的光度是表现它们特性的一个重要物理量。赫罗图的纵坐标是恒星的光度。光度是恒星每秒钟辐射出的总能量，以尔格/秒为单位。天文学家把光度大的恒星叫做巨星，光度比巨星更强的叫超巨星，光度小的称为矮星。

1、光度差别

恒星之间的光度差别非常大。恒星的光度即恒星的真实亮度，恒星的视星等反映不了恒星的光度，而绝对星等才能显示出它们的光度。绝对星等就是设想把恒星都放在32.6光年（十秒差距）的地方所得出的亮度。织女星的绝对星等是0.5等，它的光度是太阳的五十倍。超巨星“天津四”的绝对星等大约是－7.2等。其光度比太阳强五万多倍。还有一颗在星空中极不起眼的天蝎座，视星等只有3.8等。但它的绝对星等是－9.4等，它的光度几乎是太阳光度的五十万倍。最强的恒星的光度甚至是太阳的一百万倍。太阳是一颗黄色的矮星，相比之下光度比较弱。但还有比它更弱的矮星。如著名的天狼星伴星是一颗白矮星，它的光度还不到太阳的万分之一。还有绝对星等在20等左右的暗弱恒星。它们的光度大约仅为太阳的四十万分之一到五十万分之一。

2、体积差别

恒星的光度与它的体积有关，光度大的巨星，体积也大，光度小的矮星，体积也小。

恒星的大小相差很大。太阳的直径是地球的一百零九倍。巨星是恒星世界中个头最大的，其直径要比太阳大几十到几百倍。超巨星就更大了，红超巨星参宿四的直径是太阳的九百倍。一颗叫柱一的双星，其伴星的直径大约是太阳的二千～三千倍。比太阳小的恒星也有很多，其中最突出的属白矮星和中子星了。白矮星的直径只有几千千米。和地球差不多。而中子星的直径则只有20千米。恒星的体积相差极大，而它们的质量却差别不太大。大多数恒星的质量在太阳质量的0.5～5倍之间。质量最大的恒星，其质量能比太阳大几十倍。质量最小的恒星。其质量也有太阳质量的几十分之一。

﹙二﹚温度和光谱型

1、温度

赫罗图的横坐标有时用恒星的表面温度表示，有时也用恒星的光谱型表示，因为光谱型和表面温度之间存在着对应的关系。恒星是一团炽热的气体，是一团被自身引力束缚的气体，它们的中心区域密度和温度都特别高，足以产生热核反应。恒星表面的高温使之发射类似黑体辐射一样的光谱。在很宽的频率范围内都有辐射。因此称为连续谱。光谱曲线的峰值和形状由物体的温度决定。不同频率的光，其颜色不同。恒星的颜色多种多样。从恒星的颜色就可以判断出它们的温度。温度用绝对温度k表示，绝对温度与摄氏温度的换算关系是0°c=273k。表面温度在绝对温度三万k以上的恒星发蓝光，温度在一万～三万k的恒星颜色蓝白，温度在七千五百～一万k的恒星颜色纯白，六千～七千五百k的恒星呈黄白色，温度在五千～六千k时，恒星的颜色发黄，温度在三千五百～五千k时恒星的颜色为红橙，温度在二千～三千五百k的恒星颜色发红。

2、光谱

恒星的光谱除了连续谱以外，还有两种线状谱，分别是发射线和吸收线。它们是叠加在连续谱上的亮线和暗线。炽热到一定程度的稀薄气体原子会发射特定频率的光子，形成发射线；而较冷的稀薄气体的原子则可能吸收通过它的连续光谱中的特定频率的光子而形成暗的吸收线。不同的物质会有不同的吸收线或发射线。测量这些谱线，可以得到恒星的化学成分的信息。从地球实验室的光谱实验中得知，氢、氧、碳等轻元素的光谱线主要在紫外，肉眼看不见，只有几条谱线在可见光区。较重的元素的谱线大部分在可见光区。恒星的外层，如太阳的光球，其温度远比内层低，因此其中的物质就会对内部来的连续谱辐射进行选择吸收，而形成许多暗黑的吸收线。在恒星表面大气中的某些元素的原子产生发射线要求温度相当高，一般不容易达到，因此有发射线的恒星比较少。有吸收线的恒星则很普遍，只不过有的多些有的少些。也有一些恒星光谱呈现有分子带谱线。

哈佛分类法

天文学家根据恒星的吸收线光谱特征来进行分类。最著名的分类法由哈佛大学天文台的天文学家提出的，称为哈佛分类法。他们根据二十四万颗恒星的吸收光谱资料，把它们分为七大类：o型、b型、a型、f型、g型、k型和m型，在g型和k型中，又有三个子型，即r型、n型和s型。

o型为蓝星；b型为蓝白星；a型为白星；f型为黄白星；g型为黄星；k型为橙红星；m型为红星。这种光谱型分类的顺序恰好是恒星表面温度从高到低的序列。对应的表面温度为o型为四万～二万五千k；b型为二万五千～一万二千k；a型为一万一千五百～七千七百k；f型为七千六百～六千一百k；g型为六千～五千k；k型为死去九百～三千七百k；m型为三千六百～二千六百k。天文学家曾认为，这一序列代表了恒星的从高温到低温的演化，把o型和b型称之为早型星，把k型和m型称为晚型星。(未完待续)