換種方式看恆星:利用先進的光譜技術,感受星空別樣的魅力

2021-01-10 天文在線

簡介： 光譜分類是根據光球溫度極其相關的光譜特徵對恆星進行分類，光球溫度由維恩的位移定律來分類。賽奇光譜分類將行星分為5類，哈佛光譜分類將行星分為7類。

在天文學中，光譜分類最初是根據光球溫度及其相關光譜特徵對恆星進行分類，然後根據其他特徵進行細化。

利用魏因位移定律可以對恆星溫度進行分類，但這不適用於遙遠的恆星。恆星光譜學提供了一種根據吸收線對恆星進行分類的方法；特定的吸收線只有在一定的溫度範圍內才能被觀察到，因為只有在該範圍內才有相關的原子能級。一個早期的方案（從19世紀）將恆星從A到Q排列，這是目前使用的光譜類的起源。

賽奇光譜分類

在19世紀60年代和19世紀70年代，開創性的恆星光譜學家之父安傑洛·塞奇創建了塞奇光譜分類法，以便對觀測到的光譜進行分類。這些分類將恆星分為以下幾類：

Ⅰ類：白色和藍色恆星，具有寬而重的氫線，如織女星和牛郎星。這包括現代的A級和早期的F級。

Ⅰ類，獵戶座亞型：Ⅰ類的一個亞型，這在較寬的譜帶上有較窄的譜線，如參宿七和γ獵戶座。用現代術語來說，這相當於早期的B型恆星。

圖解：參宿七 圖源：wjbaike

II類：黃星-氫不太強，但有明顯的金屬線，如大角星和五車二。這包括現代G級和K級以及晚期F級。

圖解：大角星 圖源：wjbaike

III類：橙色到紅色恆星，具有複雜的波段光譜，如參宿四和心宿二。這相當於現代的M類。

IV類：紅星（碳星），具有顯著碳帶和碳線的。

圖解：碳星 圖源：wjbaike

V:類：發射線星，如γ-仙后座和β-天琴座。

19世紀90年代末，這種分類法開始被哈佛分類法所取代。

哈佛光譜分類法

哈佛分類系統是一個一維分類系統。從根本上講，這些類表示恆星大氣的溫度。

恆星級的顏色非常接近人眼實際感知到的顏色。相對大小適用於主序星或「矮」星。

儘管光譜分類順序的記憶法有很多變體，一個流行的方法是「哦，別害怕，女孩/男孩，吻我」

赫茨普拉格·羅素圖將恆星分類與絕對星等、光度和表面溫度聯繫起來，為分析恆星提供了有用的工具。

主序列是從左上角到右下角的一個突出的對角線帶。

光譜O類

光譜O類恆星的溫度非常高，也是非常明亮的，呈藍色；事實上，它們的大部分輸出是在紫外線範圍內。這些特徵在所有主星序中是最稀有的，有這些特徵的恆星在太陽系附近的主星序中只佔300萬分之一。這些恆星輸出的吸收線佔主導地位，有時也有He-II線、突出的電離線（Si-IV、O-III、N-III和C-III）和中性氦線，從O5到O9逐漸增強，以及突出的氫-巴爾默線，儘管不如後面的類型強。O類恆星體積巨大以至於燃燒氫燃料的速度非常快，是第一批離開主序列的恆星。

示例：澤塔·奧裡奧尼斯 澤塔·布皮斯 蘭巴·奧裡奧尼斯 德爾塔·奧裡奧尼斯

光譜B類

光譜B類恆星非常明亮，呈藍色。它們的光譜中有在B2亞類中最為突出的中性氦和中等氫線。電離金屬線包括Mg II和Si II。由於O類和B類恆星過於強大，只能存在很短的時間，因此它們不會偏離它們形成的區域很遠。它們約佔太陽附近主序星的1/800。

示例：參宿七，角宿，明亮的昴宿星

光譜A類

光譜A類恆星是比較常見的裸眼恆星之一，呈白色或藍白色的。它們有很強的氫線，最大值為A0，也有電離金屬線（Fe-II，Mg-II，Si-II），最大值為A5。因為這個原因，Ca II線的存在明顯加強。A類恆星約佔太陽附近主序星的1/160。

例如：織女星、天狼星、天津四

圖源：wjbaike

光譜F類

F類恆星具有Ca II的加強H線和K線。中性金屬（Fe-I，Cr-I）在F類恆星後期開始在電離金屬線上增長，其光譜特徵是氫線和電離金屬較弱，顏色呈白色。這些F類恆星代表了太陽附近主序星的1/33。

示例：阿拉基斯、老人星、南河三

光譜G類

如果僅僅因為我們的太陽是屬於這一類，G類恆星可能是最著名的。最顯著的是Ca II的H線和K線，它們在G2處最為顯著，它們的氫線甚至比F類恆星弱，但除了電離金屬外，它們還有中性金屬。CH分子的G帶有一個明顯的尖峰。G星代表了太陽系中主序星的1/13。

例如：太陽、半人馬座α星、五車二、天倉五

圖解：太陽 圖源：wjbaike

光譜K類

K類恆星是橙色的，比太陽略冷。一些K類恆星是巨星和超級巨星，如大角星，而另一些像半人馬座αB是主序星，它們存在的時候會發出非常弱的氫線，而且大部分是中性金屬（Mn I，Fe I，Si I）。

示例：半人馬座阿爾法B、埃普西隆·埃裡達尼、大角星、畢宿五

光譜M類

到目前為止，M類是最常見的類。太陽附近的主序星中，約76%是紅矮星。大多數M類恆星同時也是巨星和一些超級巨星，如心宿二和參宿四，以及米拉變星。晚期的M星系群擁有更熱的褐矮星，它們在光譜上高於L型褐矮星。

圖解：心宿二 圖源：wjbaike

作者: enchantedlearning

FY: 陳星雨

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