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星星如何工作

经过:Craig Freudenrich博士

质量和运动

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Hertzsprung-Russell图。显示了太阳,北半球的12个最亮的恒星以及白色矮人的伴侣恒星到天狼星和Procyon。
照片提供NASA

1924年,天文学家A. S. Eddington表明,恒星的亮度和质量是相关的。一颗恒星越大(即越大)是,它的发光越多(光度=质量3

我们周围的星星在我们的太阳系方面正在移动。有些人正在离开我们,有些人朝着我们迈进。恒星的运动会影响我们从它们那里收到的光的波长,就像卡车经过您时,消防车警报器的高倾斜声音变得更低。这种现象称为多普勒效应。通过测量恒星的光谱并将其与标准灯的光谱进行比较,可以测量多普勒移位的量。多普勒偏移的数量告诉我们,恒星相对于我们的移动速度有多快。此外,多普勒转移的方向可以告诉我们恒星运动的方向。如果恒星的光谱转移到蓝色端,然后恒星向我们移动;如果频谱转移到红端,然后恒星远离我们。同样,如果恒星在其轴上旋转,则可以使用其光谱的多普勒移位来测量其旋转速率。

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因此,您可以看到,我们可以从光线发出的一颗星星中讲述很多有关恒星的信息。此外,今天的业余天文学家还拥有大型望远镜,CCD和光谱镜等设备,以相对较低的成本为商业可用。因此,业余爱好者可以进行相同类型的测量和出色的研究,而专业人士曾经仅进行。

分类的星星:将属性放在一起

在1900年代初期,两名天文学家Annie Jump Cannon和Cecilia Payne根据其温度对恒星的光谱进行了分类。坎农实际上进行了分类,佩恩后来解释说,恒星的光谱类的确取决于温度。

恒星表的光谱类“width=
恒星光谱类
How兴发首页xStuffWorks 2018

1912年,丹麦天文学家Ejnar Hertzsprung和美国天文学家亨利·诺里斯·罗素(Henry Norris Russell)独立地绘制了成千上万颗恒星的亮度与温度,发现了令人惊讶的关系,如下所示。该图称为Hertsprung-Russell或H-R图揭示了大多数恒星都沿着光滑的对角线曲线称为主序列左上方有热的发光星,右下角昏暗。在主序列之外,右上角有凉爽,明亮的星星,左下方有昏暗的恒星。

如果我们将光度和半径之间的关系应用于H-R图,我们发现恒星的半径在您对角线左下行驶至右上方时会增加:

  • 小天狼星b = 0.01太阳半径
  • 太阳= 1太阳半径
  • spica = 10太阳半径
  • Rigel = 100太阳半径
  • Betelgeuse= 1000太阳半径

如果将质量和发光度之间的关系应用于H-R图,则发现沿主序列的恒星从左下方的最高(约30太阳能质量)到最低(约0.1太阳能质量)在右下角不等。从H-R图中可以看到,我们的太阳是普通的恒星。

该表根据亮度总结了宇宙中恒星的类型:

恒星的亮度表格表“width=
亮度的星星类
How兴发首页xStuffWorks 2018

白色矮人的恒星没有分类,因为它们的恒星光谱与大多数其他恒星不同。H-R图也可用于理解恒星从出生到死亡的演变。

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