恒星光譜與光序圖

鳩達

     （Stellar spectra）恒星光經過色散系統（光柵或棱鏡）分解後形成的紅橙黃綠青藍紫七色光帶。恒星光譜的形態決定於恒星的物理性質、化學成分和運動狀態。光譜中包含著關於恒星的各種特徵的最豐富的資訊，到現在為止，關於恒星的本質的知識，幾乎都是從恒星光譜的研究中得到的。絕大多數恒星光譜與太陽光譜很相似，都是在連續光譜上面有許多暗黑的譜線的吸收光譜，說明恒星是被較冷的恒星大氣包圍的熾熱的氣體球。恒星間譜線數目和分佈差異較大，其中大部分是地球上已存在的化學元素的譜線。通過恒星光譜的研究，可以測定恒星的化學組成，恒星大氣的溫度、壓力和恒星運動的視向速度等。恒星光譜可分為幾種不同類型，其中按哈佛系統，根據絕對溫度把恒星分成O、B、A、F、G、K、M及附加的R、N、S等類型，其中每型又分為10個次型。

      
      我們的太陽是G2V型。


　　仰望星海，星光點點，夜色深沉。要想分辨每一顆恒星的身份似乎是不可能的。那麼，現在對每一顆恒星特徵瞭解得如何呢?科學家的回答是既肯定，又簡單。肯定和簡單就在於當你走進恒星天文學家的觀測研究室時，一切就會一目了然。你隨便說一顆恒星，天文學家們就會胸有成竹地給你找出它的檔案，告訴你這顆恒星的身份特徵。

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      表1　　恒星光譜分類

光譜型	恒星表溫度	恒星顏色
O	40000～25000K	藍色星
B	25000～12000K	藍白色星
A	11500～7700K	白色星
F	7600～6100K	黃白色星
G	6000～5000K	黃色星
K	4900～3700K	紅橙色星
M	3600～2600K	紅色星

(K是熱力學溫度單位，0℃=273．15K)

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      然而，19世紀中葉以前，人們要向天文學家們問起恒星的物理情況，天文學家們是無法回答的。因為他們也正在困惑和惆悵。僅依靠天文望遠鏡不能分辨出恒星的視面。恒星的光實在太微弱，即使看起來全天最亮的天狼星的光，也僅僅是太陽光的100億分之一。然而，要瞭解恒星的物理本質，還非得在恒星的光中“作文章”不可。1825年，法國哲學家孔德斷言：“恒星的化學組成是人類絕對不能得到的知識。”但是30多年後，天體分光術和照相術的發明，為天文學家們將這兩者結合起來對恒星光譜進行分析研究創造了條件。

　　通過天文望遠鏡和分光鏡將恒星光分解成連續光譜，再把這種光譜拍照下來進行分析研究即可發現，原來每顆恒星光譜的譜線數目、分佈和強度等情況均不一樣。這些特徵包含著恒星的許多物理化學資訊。這一研究方法開創了研究恒星物理化學的新紀元，從此誕生了天體物理學。這是現代天文學新的生長點

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      到20世紀初，美國哈佛大學天文臺已經對50萬顆恒星進行了光譜研究，並對恒星光譜進行了分類。將恒星光譜分成主要七種類型.

　　通過對恒星光譜的觀測和分析研究，才使我們瞭解到恒星表面大氣層的溫度、壓力、密度、化學元素的成分、品質、體積、自轉運動、距離和空間運動等一系列物理化學性質。可以毫不誇張地說，迄今關於恒星本質的知識，幾乎都是從光譜研究中獲得的。

　　丹麥天文學家赫茨普龍和美國天文學家羅素，根據恒星光譜型和光度的關係，建起著名的“光譜—光度圖”，也稱赫——羅圖.大部分恒星分佈在從圖的左上到右下的對角線上，叫主星序。其他還有巨星、超巨星、亞巨星、亞矮星和白矮星等類型。因此，赫—羅圖不僅給出了各類恒星的位置特點，同時也充分顯示出恒星的演化過程。赫—羅圖成為研究恒星的重要手段之一。O、B、A型稱為“早型星”；F和G型稱“中間光譜型”；K和M型稱為“晚型星”。一條恒星光譜，一般只有幾釐米到十幾釐米長。為了拍攝一顆恒星的光譜，天文學家們要在天文望遠鏡旁等待曝光幾小時到幾個夜晚。

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      細心的認星者一眼就能看出恒星的顏色不一樣，有紅色、黃色、藍色和白色等，猶如五顏六色的明珠。恒星為什麼有這麼多種多樣的誘人色彩呢?你是否有這樣的常識：溫度高的火焰是藍白色，溫度低的火焰是紅色。恒星也是如此。不同顏色代表星體表面溫度的不同。

      天體的溫度不同，它們發出的光在不同波段的強度是不一樣的。從恒星光譜型我們已經知道，不同顏色代表不同的溫度。

一般說來:

藍色恒星表面溫度在25000K以上，如參宿七、水委一、馬腹一(甲星)、十字架二(甲星)和軒轅十四等。

白色恒星表面溫度在11500～7700K，如天狼星、織女星、牛郎星、北落師門和天津四等。

黃色恒星表面溫度在6000～5000K，如五車二和南門二等。

紅色恒星表面溫度在3600～2600K，如參宿四和心宿二等。

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