书城童书行星与恒星(宇宙瞭望书坊)
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第16章 恒星的光谱

夜晚的星空,粗看起来星星都是亮晶晶的,但仔细看来有的发红、有的发黄、有的发蓝,也有的发白。我们有这样的常识:蓝白色的火焰温度高,红色的火焰温度低。天上的星星也是如此。它们的不同颜色代表表面温度的不同。一般说来,蓝色恒星表面温度在10000开以上,如参宿七、水委一和轩辕十四等。白色恒星表面温度在1100~7700开,如天狼星、织女星、牛郎星、北落师门和天津四等。黄色恒星表面温度在6000~5000开,如太阳、五车二和南门二等。红色恒星表面温度在3600~2600开,如参宿四和心宿二等。新建的光谱L型矮星的表面温度在2000~1500开。

根据“哈佛分类法”,当时有240000颗恒星被分为7个大类,依温度从高到低分别称为O、B、A、F、G、K、M型恒星。另外还有R、N和S三个子型,它们是分别从G型和K型中细分出来的。各型恒星的颜色、表面温度、谱线特征及代表星如下:

O型星,淡蓝白色,25000~40000开,吸收线相对少,由于温度很高,有电离氦和其他元素的电离谱线,但氢线很弱。代表星参宿一、参宿三。

B型星,蓝白色,11000~25000开,出现中性氦谱线,氢线较O型星变强。代表星猎户座113(参宿七)、室女座α(角宿一)。

A型星,蓝白色,7500~11000开,有很强的氢线,出现一次电离的镁、硅、铁、钛、钙等的谱线,也有一些微弱的中性金属线。代表星大犬座α(天狼星)、天琴座α(织女星)。

F型星,白色,6000~7500开,氢线变弱,但仍然明显,一次电离金属线和中性金属线同时存在。代表星小犬座α(南河三)。

G型星,黄白色,5000~6000开,电离钙线非常明显,其他电离金属线和中性金属线同时存在。代表星太阳、御夫座α(五车二)。

K型星,橙黄色,3500~5000开,以中性金属线为主。代表星牧夫座α(大角星)、金牛座α(毕宿五)。

M型星,红色,约3500开,中性金属线很强而且开始出现分子谱线。代表星猎户座α(参宿四)、天蝎座α(心宿二或“大火”)。

又有天文学家根据各型中某些特定的吸收线强度的差别,把每个光谱型分为10个子型。例如,G型被分成了G1、G2、G3、G4等。还有人注意到,同一光谱型中的恒星,不只谱线的强度有差别,谱线的宽度也很不相同。根据物理学中“压力展宽”的机制,恒星谱线的宽度一般可以作为确定恒星大气压力大小依据之一。所以,大气压力最小的恒星谱线最细,例如巨星和超巨星;反之,大气压力最大的恒星谱线最宽,例如白矮星。于是,又把7个基本光谱型中的每一个按谱线宽度分为7个子型,用罗马字母表示。它们依次是,Ⅰ-超巨星,Ⅱ-亮巨星,Ⅲ-巨星,Ⅳ-亚巨星,Ⅴ-主序星和矮星,Ⅵ-亚矮星,Ⅶ-白矮星。

有了这样完善的光谱分类,我们一看到一颗恒星的光谱型,就可大致知道它的温度、压力等物理状态。如太阳的光谱型是“G2V”,我们则可马上想到太阳应是一颗黄色的、温度和压力都适中的主序星。