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光譜型
來源:互聯網

光譜型是恒星的溫度分類系統,依恒星光譜的類型,把恒星分成O、B、A、F、G、K和M等類型。其中G型星還有兩種變種類型R和N,K類有一種變型S。

每個光譜都可進一步分為數字亞型,范圍從0到9,更高的數字表示更低能的光譜和更紅的顏色。在數字后面加上羅馬數字或字母表示恒星演化階段(如太陽光譜型為G2V)。

Oh Be A Fine Girl(or Guy),Kiss me!(哦,做個好女孩/小伙,親親我!)這句話剛好是光譜型的排列順序,很好記吧?

口訣

還有更多記光譜型的口訣:

1.Oh By A Fine Glass Kill Me.

2.Oh Be A Fine Guy/Gal Kiss Me.

3.Oh Begone, A Friend's Gonna Kiss Me.

4.ONLY Boys Accepting Feminism Get Kiss Meaningfully.

(1=太陽

光譜分類

第一類:白色和藍色的恒星,光譜有厚重的氫線和金屬線。 (即O類、B類和A類)

第二類:黃白星-氫的強度減弱,但是金屬線更為明顯。(即F類、G類和K類)

第三類:有寬闊譜線的黃到橙色星。(即M類)

第四類:有明顯碳帶的紅色星和碳星

摩根-肯那光譜分類法

摩根-肯那光譜分類法是目前最通用的恒星分類法,依據恒星的溫度由高至低排序(質量、半徑和亮度皆與太陽比較),但其光譜標示仍沿用哈佛光譜中的分類,將恒星的光譜分成七大類,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。

各類型的特性如下:

O:藍色。溫度高于25,000K,有電離的氦光譜,氫的譜線(吸收線)不明顯,在紫外線區的連續光譜強烈。多數的原子都呈現高電離狀態,如氮失去兩個電子,硅失去三個電子,氦失去一個電子。

B:藍到藍白色。溫度在11,000至25,000K之間,氦原子譜線呈現中性,硅則失去1或2個電子,氧和鎂原子失去1個電子。如B0就已經沒有氦的游離譜線,氫譜線則已很明顯。

A:藍白色到白色。溫度在7,500至11,000K之間,光譜以氫原子的譜線最強烈,硅、鎂、鐵、鈣、鈦等都為游離的譜線,但金屬的譜線很微弱。如A0已經沒有氦的譜線,有微弱的鎂與硅的離子譜線,也有鈣離子的譜線。

F:白色到黃白色。溫度在6,000至7,500K之間,有離子化的金屬譜線,氫的譜線轉弱但仍很明顯,鐵、鉻等自然態的金屬譜線開始出現。如F0的鈣離子線強烈,氫的譜線雖已減弱,但中性氫原子譜線與一階金屬離子線都很明顯。

G:黃白到黃色。溫度在5,000至6,000K之間,有游離的金屬、鈣譜線及部份的金屬譜線,氫原子的譜線弱,分子譜線(CH)已經出現。如G0譜線以中性金屬線為主,具有很強的中性鈣、鎂、鐵吸收線,鈣的離子線達到最強,氫氧根(G帶)的吸收線很強。

K:黃到橙色。溫度在3,500至5,000K之間,主要為金屬譜線。如K0在藍色的連續區強度微弱,氫線很微弱,有中性金屬譜線,分子譜線(CH、CN)依然存在。

M:橙到紅色。溫度低于3,500K,有金屬、分子及氧化物的譜線,二氧化鈦(TiO)的譜線成為最主要的譜線,氫線消失。如M0已有很強的分子帶,尤其是氧化鈦、鈣原子的譜線強烈,紅色區呈現連續光譜;M5鈣原子的譜線很強,氧化鈦的強度超過鈣。(M型和K型也被稱為紅矮星

此外,在巨星的區域內因為還有其他的元素參與核反應,所以還有R、S、N三種在巨星分支上才會用的分類;還有些恒星因為有些特殊譜線而不易歸類于其中,也會另外加上注解用的字母作為區別。哈佛光譜分類法在制定之初,參考了太陽光譜的命名方法,以氫原子光譜為依據,依照強弱以字母A、B、C、D的順序來標示,A型就是氫譜線最強烈的,B型比A型要弱一些,C型又再弱一些,依此類推。而我們知道氫的譜線只在特定的溫度范圍內才會明顯,溫度太高或太低譜線都會減弱,所以當摩根與肯那使用溫度來排列時,字母就不再能依序排列了;同時也參考其他原子的譜線,合并與刪除了一些重復的類型,將哈佛大學分類原來的16種分類改成為今日我們所看見的型態。

羅馬數字和字母表示的演化階段:O,特超巨星;Ⅰa和Ⅰb,超巨星;Ⅱ,亮巨星;Ⅲ,巨星;Ⅳ,亞巨星;Ⅴ,主序星(或稱為矮星);Ⅵ,亞矮星;Ⅶ,白矮星絕對星等從大到小)

分類延伸

該分類系統已經延伸到了失敗的恒星上(質量太小而無法維持氫聚變,但質量遠大于一般氣態巨行星),即褐矮星上,分成L型星和T型星。

光譜的排序

摩根-肯那光譜在天文學上使用的非常廣泛,為便于學生記憶,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,諷刺的是天文學家幾乎都是男性,但制定哈佛光譜分類法的卻是一群女天文學家。

這些還都是傳統的記憶口訣,在網絡上還可以找到各種不同場合(包括政治)的口訣。

O、 B、和A型有時被稱為早期形光譜,K和M稱為晚期型光譜,這與觀測無關,是依據20世紀初期的理論而來的,當時認為恒星誕生時是高溫的早期型,然后溫度逐漸下降成為低溫的晚期型。研究發現這種說法是完全錯誤的。

有一些罕用的光譜分類,只適用在少數的恒星上:

罕用的光譜類型

W:25000~50000K - 巨大的沃爾夫·拉葉星

L:1,500-2,700 K – 恒星的質量不足以讓氫的核聚變持續進行的棕矮星。L代表鋰,在恒星內會很快的蛻變。

T:300-1,500K – 比L棕矮星溫度更低的T棕矮星,在光譜中有甲烷譜線。如甲矮星。

Y:<300K - 溫度最低的棕矮星,幾乎不發光。

C:碳星

R:以前是光譜中有碳星譜線的G5到K5型恒星

N:以前是光譜中有碳星譜線的K5到M5型恒星。

S:原本是M型的恒星,但正常的氧化銻譜線被氧化鋅譜線取代。

D:白矮星,例如,天狼星B

白矮星的分類

D代表的是白矮星,為低質量恒星在結束它們生命時的終點。白矮星的光譜可以細分為DA, DB, DC, DO, DX, DZ, 和DQ。要注意的是附加的字母并不是用在恒星本身,只是在說明在白矮星外圍大氣層的狀況。

白矮星的分類如下:

DA:外圍或大氣層有豐富的氫,光譜中有巴爾曼系列的譜線

DB:外圍或大氣層有豐富的氦,光譜中有中性氦原子的譜線。

DO:光譜以氦離子譜線為主,也可能有微弱的氫與氦原子譜線。

DQ:外圍或大氣層有豐富的碳,光譜中有碳原或分子的譜線。

DZ:外圍或大氣層有豐富的金屬,光譜中有鈣離子的譜線。

DC:光譜中沒有上述各型特征的譜線,也就是說光譜幾乎是連續光譜。

DX:譜線的特征不明確,不能確切分類的。

A,B,O,Q等譜線的特征如果出現在同一顆白矮星的光譜中,也可以同時列出。

物理性質(附加字母)

為了更明確描述白矮星的物理狀態,會再使用第二個字母來說明:

P:光譜被偏極化

H:譜線有在磁場下因塞曼效應產生分裂的現象

V:變星

PEC:特殊的譜線

溫度標示:白矮星的光譜也有由1~9的數字系列來界定表面溫度的范圍,1的溫度約在37,500K以上,9的溫度約為5,500K。是以50,400K為基數,除以白矮星表面的有效溫度所得到的商數。

參考資料 >

褐矮星:宇宙“棄兒”大逆襲.果殼網.2016-04-24

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