宇宙中恒星距离地球非常遥远,科学家是如何计算出距离和质量的?
简介:天文学家经常告诉我们,某某颗恒星距离我们多少万光年,质量又是太阳的多少倍,那么很多人会有所疑问,这些恒
天文学家经常告诉我们,某某颗恒星距离我们多少万光年,质量又是太阳的多少倍,那么很多人会有所疑问,这些恒星距离我们如此之远,天文学家们是如何知道这些恒星的数据呢?
其实恒星虽然距离我们非常遥远,但天文学家们却发现了多种方法来揭示这些遥远恒星的秘密,如计算质量的方法就是开普勒第三定律,假如一个行星系统是一个双星系统,也就是拥有两颗恒星,那么通过观测双星系统的轨道周期和半长轴,便可以解出恒星的质量之和。
如果能分别测量出两颗恒星的轨道半径,还可以进一步确定各自的质量。
不过开普勒第三定律只适用双星系统,而如果是单星系统,那么就需要分析恒星光谱。
所谓恒星光谱就是恒星表面光强度与光波长之间的关系图谱。
光谱中包含着关于恒星各种特性的信息,光谱的形态决定于恒星的物理性质、化学成分,因此,恒星光谱类型的差异反映了恒星的性质。
天文学家在长期的观测中发现,质量越大的恒星光度越强,同时温度也越高。
也就是说通过恒星的光度就能大概的推测出恒星的质量,目前我们最常用的恒星光谱分类系统,是美国哈佛大学天文台在19世纪末提出的哈佛系统。
哈佛系统将恒星光谱分为O、B、A、F、G、K、M、等类型,
如O型光谱恒星:温度在30000-60000K,颜色呈现出蓝色,质量是太阳质量的20~260倍以上
B型光谱恒星:温度在10,000-30,000K,颜色呈现出蓝白色,质量是太阳质量的3.2~20倍
A型光谱恒星:温度在7,500-10,000K,颜色呈现出白色,质量是太阳质量的1.8~3.1倍
F型光谱恒星:温度在6,000至7,500K,颜色呈现出淡黄白色,质量是太阳质量的1.2-1.7倍
G型光谱恒星:温度在5,000至6,000K,颜色呈现出黄色,质量是太阳质量的0.9-1.1倍
K型光谱恒星:温度在3,500至5,000K,颜色呈现出橙色,质量是太阳质量的0.8-0.5倍
M型光谱恒星:温度低于3,500K,颜色呈现出红色,质量一般在太阳质量的0.5倍以下。
通过恒星光谱类型我们可以得知太阳是一颗G型恒星,因为G型恒星质量是太阳质量的0.9-1.1倍之间,所以太阳也常常被称为是黄矮星,通过对恒星光谱的分析不仅能够知道质量,还能知道恒星的寿命。
根据天文学家的研究发现,恒星的寿命与质量成反比关系,也就是说质量越大的恒星寿命越短,质量越小的恒星寿命越长。
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