“无字天书”——恒星光谱 （漫话恒星三）

 

 

和雨后形成彩虹一样，太阳光穿过小孔射入室内，通过三棱镜或光栅后，就会出现按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫依次排列的彩色光带，这就是太阳光谱。

恒星从遥远的太空发出的光到达地球，经过天文望远镜和光珊之后，也会分解成一条按不同波长排列的光带，这就是恒星的“指纹”和“身份证”——恒星光谱。

恒星光谱包含有恒星各种特性的最丰富的信息，从中可以获得恒星的温度、光度、压力、直径、质量、磁场、化学成分、自转、视向速度等数值。可以说，我们对恒星的所有知识，几乎都是从对恒星光谱的研究中得到的。

1666年，牛顿最先发现了太阳光谱。1802年，英国光学家沃拉斯顿发现太阳光谱被几条暗线隔开。1859年，德国物理学家基尔霍夫揭开了暗线的秘密，提出了著名的基尔霍夫定律，即每种化学元素都有自己的光谱；每种元素都可以吸收它能够发射的谱线。1870年，开始了恒星光谱的拍摄和研究。

天文学家将拍摄的恒星光谱进行分析研究，可以确定恒星的元素组成；根据谱线强度确定各元素的丰度。颜色相同的恒星，其光谱大致相同；颜色不同的恒星，其光谱也不同。恒星虽然多如牛毛，但光谱大体分为几种类型。19世纪末，美国哈佛大学天文台提出了哈佛分类法，确定了恒星的光谱型：O－B－A－F－G－K－M型。从G型分出R、N子型；从M型分出S子型。

10种类型又分为10个次型。如G0、G1、G2、G3……G9；G0是G型典型，G5介于G0型和K0型之间等等。我们太阳的光谱为G2型。

光谱O型，蓝色，表面温度4万—2.5万K，典型恒星参宿一（猎户ξ）、参宿四（猎户δ）。

B型，蓝白色，表面2.5万—1.2万K，典型恒星角宿一（室女α）、参宿七（猎户β）。　

A型，白色，表面1.15万—7700K，典型恒星织女一（天琴α）、天狼（大犬α）。

F型，黄白色，表面7600—6100K，典型恒星南河三（小犬α）、王良一(仙后β)。

G型，黄色，表面6000—5000K，典型恒星太阳、五车二（御夫α）。

K型，橙色，表面4900—3700K，典型恒星大角（牧夫α）、毕宿五（金牛α）。

M型，红色，表面3600—2600K，典型恒星心宿二（天蝎α）、参宿四（猎户α）。

R型与K型相当；N和S型与M型相当。

从O到M光谱型系列，是恒星表面温度从高到低的系列，也是恒星颜色从蓝到红的系列。

20世纪40年代，美国天文学家W.W.摩根和P.C.基南等提出二元分类系统，称为摩根—基南系统（MK系统）。MK系统仍采用哈佛系统的光谱型，但增加了光度型。光谱型仍用哈佛系统的符号。

光度型分为7级：I——超巨星，Ⅱ——亮巨星，Ⅲ——巨星， Ⅳ——亚巨星，Ⅴ——主序星（矮星），Ⅵ——亚矮星，Ⅶ——白矮星。

按照MK系统，太阳为G2V型星，表明太阳的光谱型是G2，并且是一颗主序星（矮星）。

有人尝试三元光谱分类，即以光谱型（指温度型）、光度级和化学元素丰度为参量的“三元分类”，从20世纪60年代开始研究，但尚无结果，至今还没有形成完整的系统。

可以说，恒星光谱就是认天的“无字天书” 。读懂了它，学习天文学就可以起步了。

 

 

 

 

 

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