光與恆星光譜

2021-01-18 星明天文臺

隨著光譜分析應用到天文學，恆星光譜不但可以看出恆星的元素組成與元素的豐度，也可以通過光譜中的吸收譜線，我們可以大致知道恆星的溫度高低。然而恆星光譜的研究內容特別廣泛，但從觀測角度來看，主要有三條途徑。第一是認證譜線和確定元素的豐度。就像我們發現了一個新的超新星時，必須要對它證認譜線。第二是測量都卜勒效應引起的譜線位移和變寬，第三是測量恆星光譜中能量隨波長的變化，包括連續譜能量分布、譜線輪廓和等值寬度等等。

Ia型超新星SN 2020scc與SN 1989B的光譜比較（圖片來源於Claudio Balcon）


最後大家來和小星複習一下恆星光譜的分類叭。在天文學，恆星分類是將恆星依照表面溫度分門別類，伴隨著光譜特性、以及隨後衍生的各種性質。因為在一定的溫度範圍內，只有特定的譜線會被吸收，所以查看光譜中被吸收的譜線，就可以確定恆星的溫度。現今的恆星光譜分類系統是在美國哈佛大學天文臺19世紀末提出的分類方法基礎上進一步發展而來的。哈佛大學天文臺的分類方法被稱為哈佛系統。按照這個系統，恆星光譜分為O、B、A、F、G、K、M(、R、S、N)等類型,每種光譜型根據譜線強度加上阿拉伯數字後綴（範圍0～10，可取小數）分成數個次型。它將恆星的光譜分成七大類（若加上R、S、N則是十大類），每類再細分為十小類,但目前最熱的星為O5，最冷的星為M5，即O型只有五小類，M型只有六小類，總計為61小類。為了方便記憶，發展出了許多記憶用的口訣，其中最為人熟知的便是這一句：Oh, Be A Fine Girl! Kiss Me! Right Now, Smack！更多的記憶方法見http://www.star.ucl.ac.uk/~pac/obafgkmrns.html

恆星光譜哈佛系統分類（圖片來源於維基百科）


另一種光譜分類的方法是摩根-肯那光譜分類法（MK系統），這是目前最通用的恆星分類法，依據恆星的溫度和光度進行排序，這種分類方法以哈佛分類法為基礎，在哈佛分類標記後面加上羅馬數字表示光度類型，即：0特超巨星、Ⅰ超巨星、Ⅱ亮巨星、Ⅲ正常巨星、Ⅳ亞巨星、Ⅴ主序星、Ⅵ亞矮星、Ⅶ白矮星。Ⅲ～Ⅳ表示光度介於Ⅲ和Ⅳ之間。關於恆星光譜的分類，小夥伴們可進一步參考小星之前的文章哦:

https://mp.weixin.qq.com/s/vwuAlrcSxZ3_gZZ-Xn_WQg

赫羅圖（圖片來源於維基百科）


在空曠的星際空間中，光照亮了希望。



參考資料：

1.光，360百科，https://baike.so.com/doc/4715702-4930281.html 

2.光譜，360百科， https://baike.so.com/doc/4496393-4705763.html

3.恆星光譜，維基百科，https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E6%81%92%E6%98%9F%E5%85%89%E8%B0%B1

4.恆星光譜，360百科，https://baike.so.com/doc/6154249-6367460.html 



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相關焦點

  • 恆星光譜拍攝
    恆星光經過色散系統（光柵或稜鏡） 分解後形成的紅橙黃綠青藍紫七色光帶。恆星光譜的形態決定於恆星的物理性質、 化學成分和運動狀態。
  • 通過「恆星光譜」可以提供關於恆星非常多的信息
    的吸收和發射的過程，電子從比較低的能級躍遷到高的能級就必須得吸收光。反過來，從高的能級躍遷到低的能級它就可以發射光，吸收和發射的「光」的能量恰好就和它的兩個能級的差在大小上面是完全相等的，所以看到的恆星的光譜裡面的吸收線，其實就是來自於能級的躍遷過程。
  • 關於恆星光譜的一些基礎知識
    所以我們檢測遙遠恆星發出的光，基於光譜知識，就可以知道其大致的溫度，從而給恆星分類。 恆星光譜型：O到M型亮星的光譜照片。圖：[北京同好會]>[觀測]>[光譜觀測]>[恆星光譜型]恆星光譜概述在天文學中，恆星分類是根據恆星的光譜特徵來對恆星進行分類的。來自恆星的電磁輻射需要通過用稜鏡或衍射光柵分成光譜來分析，該光譜表現出散布具有光譜線的彩虹色。
  • 查這個恆星光譜表即可，建議收藏
    人眼可以看出星星有不同的顏色與亮度，光憑這樣是無法更進一步解釋觀測到的劇烈現象，例如：超新星爆炸。將其他學科知識導入到天文領域，就成了基礎科學的最佳應用，也是天文學家不需到達現場就可以知道恆星大小事的依據。當牛頓利用三稜鏡將日光分成彩虹，再以相同方式合成回日光後，人類開始接觸光譜的雛形。
  • 酷兒話科技:你所不知道的分類方式,從光譜的角度來對恆星分類
    先用光度計測量恆星的光度，再來反推恆星的直徑，大家現在應該明白為什麼我們可以知道很多非常遙遠的恆星，它的直徑是多大了吧？我們說間斷譜和連續譜，讓我們可以知道遙遠的恆星表面它的溫度有多高，體積有多大，上面有哪些元素，這樣子想掌握光譜的規律真的是人類的壯舉，然而前面所述的太陽也好，恆星也好，好像也只是對某一個個體來講的，天空當中有許許多多的恆星，它們的光譜是不是都一樣呢，天文學家對此是非常感興趣的。
  • LAMOST獲取海量銀河系恆星光譜
    我國科學家利用位於河北興隆的LAMOST望遠鏡觀測、研究宇宙誕生初期的歷史有了新進展：基於巡天獲取的數以百萬計的銀河系恆星光譜，形成了目前世界上最大的貧金屬星亮源表，這成為研究銀河系早期演化的寶貴資源。在上個月於日本舉行的關於恆星考古的國際會議上，中科院國家天文臺李海寧就此作了特邀報告。
  • 科技日曆 | 她是恆星光譜的先驅者,月球上的一座環形山以她的名字...
    坎農在恆星光譜分類方面做出了開創性的工作。她被譽為「哈佛分類法」的創立者——這是根據恆星的溫度對恆星進行組織和分類的首次實實在在的嘗試。1896年，坎農成為皮克林婦女組織的成員，一起被哈佛天文臺主任皮克林聘用，完成了亨利·德雷珀星圖的製圖，並將天空中的每顆恆星定義為約9的攝影幅值。安娜·德雷珀則成立了一項基金來支持這項工作。皮克林將該目錄作為一項長期計劃，以獲取儘可能多的恆星的光譜並通過光譜對恆星進行索引和分類。但在Draper Catalog上的工作開始不久後，團隊就如何對恆星進行分類產生了分歧。
  • 【前沿】中國發布世界最大的恆星光譜參數星表
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  • 觀測恆星不同顏色的星光,科學家可以判斷恆星的元素組成,厲害了
    他由此認為，太陽光其實並不是單色光，而是由不同顏色，也就是不同波長的單色光混合而成的複合光。由於三稜鏡對不同波長的光有著不同的折射率，因此當太陽光進入三稜鏡後，各種顏色光的傳播方向就會產生不同程度的偏折，因此在離開稜鏡時會各自分散，將顏色按照一定的順序形成光譜。這種複合光分解為單色光而形成光譜的現象，叫作光的色散。
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  • 天文學家的「透視掛」——吸收光譜
    物質能夠發射光，也能吸收光。在天文學領域中，光的吸收現象相當普遍，例如由恆星發射的一束白光（連續波長的光）穿過氣體或塵埃時就會發生吸收。對於一束白光來說其吸收特徵與其光源幾乎無關，只和光穿透的物質有關，這一性質奠定了吸收光譜法的基礎。
  • 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
    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。
  • 為什麼沒有綠色的恆星?
    一個恆星的顏色是兩種現象的組合。 第一種是這顆恆星的溫度。 這決定了其電磁輻射的峰值在光譜中的波長（或頻率）。一個較冷的物體，比如加熱到3000度的鐵棒，其發射的光線大部分有著接近9000埃的波長（可見光譜的遠紅色部分）。
  • 電光源的光色及光譜分析
    一、電光源的光色及其光譜分析　　舞檯燈光中各種各類電光源百色齊放，亮豔紛呈，它們的顏色都統一冠之以相應的色溫或相關色溫，採用黑體的輻射溫度定量地科學表述光源的光色，數位化地表述生理上、心理上的視覺量是一大進步。
  • 我們是怎麼通過光譜對星星「查戶口」的?
    最直觀的想法就是從天體的位置和發出的光來研究。下面我們就來看看如何通過光來研究它們吧。首先，現代望遠鏡都是通過電子元件（CMOS，CCD等）把光轉換成數位訊號，這樣做的好處是可以探測更暗的天體。左側是我們肉眼看到的天空，右側則是望遠鏡看到的天空。4米的光譜望遠鏡可以觀測到比人眼看到最暗的星還要暗40萬倍的（人眼最暗可以看到6等星，望遠鏡按照19等算）。
  • 為什麼沒有紫色或綠色的恆星?
    然而，如果仔細觀察就會發現，我們看不到紫色和綠色的恆星，這是由於人類感知可見光的方式所導致的。事實上，恆星呈現出五彩繽紛的顏色。有瀕臨爆炸邊緣的紅巨星；也有像獵戶座腰帶中那樣閃耀的藍巨星（年輕恆星）；還有像我們太陽一樣的普通黃色恆星，足夠穩定和溫暖來支持生命的存在。恆星的顏色與其表面溫度有關。恆星越熱，它所發出的光的波長就越短。
  • 光譜:是它幫人類發現了宇宙大爆炸
    為什麼要觀測天體的光譜？    不同光子按波長排列的遊戲    從地球上的焰火到太空中的星星，很多物體都能發光。這些物體除了發出我們可見的光之外，還常常會發出我們肉眼看不到的「光」，比如伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線與無線電波——即天文學中所說的射電波。所有種類的光，都是電磁波中的一種。
  • 恆星的組成不僅要看其光譜,還要考慮這幾個因素
    對太陽光譜的研究，以及對恆星的分類元素周期表上的每一個元素都有一個特徵光譜。當原子被加熱時，電子向低能態的回落時會產生發射譜線；當光照射到原子的時候，它們會吸收相同波長的光線。所以如果我們觀察太陽光不同的波長，我們就可以通過它的吸收特徵找出它的最外層有哪些元素。這種技術被稱為光譜學，從一個物體發出的光被分解成其各自的波長以供進一步研究。