【E.N.科普專欄】赫羅圖——濃縮恆星的一生

2021-01-19 EasyNight

從地球上向外看,

除了太陽以外,

所有的恆星看上去都大同小異,

不過就是一些閃爍不定的光點。

但如果你仔細地辨認,

就會發現夜空中的恆星,

其實都有著不同的顏色。

紅的像小龍蝦;

橙的像大橘子;

黃的像榴槤餅;

白的像切糕……

咳咳,你知道嗎?

恆星的顏色和他們的表面溫度

其實有著非常巨大的關係——

根據這個關係,

天文學家把恆星分成了七個主要類型:

顏色從藍到紅,表面溫度依次降低,

分別叫做O型、B型、A型、F型、G型、K型、M型

(天啊!這混亂的字母是怎麼來的?)

這可難不倒機智有(wu)趣(liao)的天文學家們,

最常見的記憶方法就是:

Oh Be A Fine Girl Kiss Me

這當然也難不倒菌菌,

來跟我一起念:O歐B巴A啊F付G個K款M嘛!

是不是更好記呢?

當然你也可以選擇更變態的記法,例如:

Only Bored Astronomers Find Gratification Knowing Mnemonics

(只有無聊的天文學家才會以助記符號為樂=。=)


看到這裡你或許會發現,

恆星的光譜和彩虹的顏色好像呀~

有赤橙黃……咦?綠色哪裡去了!

怎麼沒有綠色的恆星呢?

這真是一個因吹斯聽的問題。

恆星發出的光,其實並不是單色光,

而是光譜上相鄰的顏色混合在一起的,

只是有多有少的區別。

當恆星溫度低的時候,

紅橙色光多一些,

它看起來就比較紅;

溫度高的時候,

藍紫色光多一些,

看起來就發藍。

【劃重點了】溫度不高不低的時候,

的確是綠色光最多,

但是,它左鄰右舍的紅橙光、藍紫光也不少!

所以混合起來,綠色就泯然眾人矣,

混成了白色……


說完了恆星的顏色,

我們再來聊聊恆星的絕對星等。

解釋這個概念之前,

我們先引出兩個朋友~

將大明和小明的情況代入夜空中:


是啦,由於與地球距離的遠近不同,

視覺上的星等差異會影響我們

對夜空中恆星真實亮度的判斷。

而將他們假想到同一個距離上來比較時,

就能對比他們的真實亮度啦!

至於為什麼要選擇「32.6光年」這個數字,

其實是因為32.6光年=10秒差距

剛好便於天文學家們計算而已啦~


宇宙恆星千千萬

每一顆都有著不同的顏色,

不同的表面溫度;

不同的絕對星等。

如何將他們放到一起進行比較呢?


丹麥天文學家[赫]茨普龍

和美國天文學家[羅]素

各自想出了辦法。

用一張圖囊括了恆星們的各種數據:

橫軸代表光譜型或表面溫度,

縱軸代表絕對星等,

也就是它們真實的亮度。

而這張圖也以二人名字組合命名,

叫做「赫羅圖」。

當人們把恆星們按照各自的數據

放到這張圖上的時候,

奇蹟出現了——

大部分恆星居然落在了

從左上到右下的一條帶裡,

我們稱之為主星序,

在這其中的恆星都較為穩定,

被稱為主序星。

恆星一生的大部分時間裡,

都會在主星序內移動。

在圖的右上角是那些表面溫度特別低,

但特別大而亮的星——紅巨星。

左下角是表面溫度很高,

但特別小而暗的星——白矮星。

下面,就讓我們一起來看看,

太陽的一生是如何行走在赫羅圖上的吧!

從圖上可以看到,

太陽在生命的大部分時間裡

都在主星序中緩慢移動。

在生命的末期,

太陽的體積膨脹,溫度降低,

變成了一顆紅巨星。

在赫羅圖上向右上方移動。

接下來,在短暫的時間裡,

由於耗盡了燃料,

太陽會逐漸剝離它的外殼。

這個過程中的溫度極高,

亮度也會隨之增加。


最終,太陽將走向赫羅圖的左下角,

變成了一顆小而熱的白矮星。

不知到了那個時候,

太陽系還會有幾顆行星存在呢?


怎麼樣?

通過可視化的赫羅圖來研究恆星的一生

是不是一目了然呢?

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    一起來看看恆星的一生 2020-07-03 14:00 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務