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恒星演化的工具——赫罗图

2018-09-09 14:13  来源: 新华网

说起恒星就不得不提起记录恒星演化最重要的工具——赫罗图。天文学家将恒星的光度以及表面温度共同标识在一张图上,便形成了赫罗图。它不仅是天文学家研究恒星演化的必备工具,同样也能让天文学家对恒星进行“年龄普查”。

赫罗图究竟是什么样子的呢,我们先来了解一下它的起源。由于恒星的寿命以百万、亿年来计,从人类视角来看,恒星演化的过程极其缓慢,往往几个世纪也观测不出任何变化。况且单独观察一颗恒星无法了解恒星演化全貌,天文学家便寻找替代方法。因为在这一方面难以通过具体的实验来开展,于是不得不借助统计的手段进行。在二十世纪初,丹麦天文学家赫茨普龙及美国天文学家罗素独立提出,可以以恒星光度或绝对星等为纵轴、以恒星的光谱类型或表面温度为横轴,将恒星标识在一张图上,这便是如今的赫罗图。

赫罗图的横轴表示的是不同恒星的谱型,从左往右依次是蓝星、黄星、红星。谱型为蓝星的恒星表面温度在1万至2万摄氏度,甚至更高;谱型为黄星的恒星表面温度约为6千摄氏度,而谱型为红星的恒星表面温度在2千摄氏度左右,因此,水平线上,也可以用温度来表示;纵轴上,表示的是不同恒星的实际亮度,并以太阳的亮度为单位,从下往上递增。

当把大量的恒星根据赫罗图要求标示成点后,科学家发现这些点的分布有一定的规律性。占总数近90%的点,密集分布在图的左上方到右下方大致沿着对角线区域,呈带状。天文学家把这条带称为主星序,带上的恒星称为主序星。百分之八九十的恒星呆在主序带上,说明恒星一生中的大部分时间都处于这个状态,而处于主序带之外状态的时间较短。主星序右上方有两个点群,分别是代表亮度平均比太阳大百倍左右的“红巨星”,以及大几千倍的“超巨星”。除此之外,分散在左下角的小群点,它们就是“白矮星”。

随着时间的推移,恒星的内部结构逐渐演变,其光度和表面温度随之改变,从而在赫罗图上的位置发生变化。天文学家据此描绘了恒星从诞生、成长到衰亡的演化路径,并从理论上推断出恒星从诞生到主序星、红巨星、变星、新星(超新星)、致密星(白矮星或中子星或黑洞)的演化机制和模型。当恒星离开主星序,进入赫罗图右上方红巨星区域,意味着进入了生命“晚年”。

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作者: 马玉斐   [责任编辑: 李浩]