恒星的基本知识资料讲解.ppt

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1、恒星的基本知识典型的恒星参数范围参数太阳恒星半径R⊙=7×108m10−2−102R⊙质量M⊙=2×1030kg10−1−102M⊙优秀温度（Teff）Teff,⊙=5770K103−105K光亮度（Luminosity）L⊙=3.8×1026W10−5−106L⊙化学成分Z⊙=0.02~10−3−5Z⊙2太阳是及其普通的一颗恒星太阳在我们的生命中扮演着非常关键的角色:核反应能量+气候(季节)生活;合成元素(C,O,N)在空气中和我们人类的身体里都可以找到31恒星的光度InverseSquareLawofLight光度L(l

2、uminosity)：单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量(总的辐射功率)。亮度F(brightness)：在地球上单位时间单位面积接收到的恒星的辐射量。L=4pR2F,FLR-2视亮度的大小取决于三个因素：天体的光度天体离我们的距离星际物质对辐射的吸收和散射4视星等m(apparentmagnitude)定义古希腊天文学家Hipparcos(喜帕恰斯)在公元前150年左右首先创立的表征恒星亮度的系统（1等星-6等星）。星等值越大，视亮度越低。天文学家在此基础上建立了星等系统。星等差1等，其亮度差2.512倍，星等相差5等的天

3、体亮度相差100倍。星等分别为m1和m2的恒星亮度之比为：F1/F2=10-0.4(m1-m2)。5-26.8-12.5-4.4-1.561830Hubble,KeckLimit61）有效温度(TheEffectiveStellarTemperature)恒星的光球辐射近似可看为绝对黑体辐射，利用Stefan-Boltzmann公式确定的温度为恒星的有效温度。单位面积黑体辐射的功率F＝σT4总的黑体辐射的功率L=4pR2σT4其中Stefan-Boltzmann常数σ＝5.67×10-5ergcm-2s-1K-47Oh,BeAF

4、ineGuy(Girl),KissMe!按照恒星光谱中最为明显的吸收线的类型（物理原因），通常把恒星划分为7种主要的光谱类型。早型星晚型星中型星恒星的光谱型8光谱型表面温度(K)颜色特征谱线O>25,000蓝紫强电离He线，重元素多次电离线，无氢线。B11,000~25,000蓝白中性He线，重元素一次电离线，很弱的H线A7,500~11,000白强H线，重元素一次电离线（如Ca+）F6,000~7,000黄白重元素一次电离线，弱H线和中性金属线G5,000~6,000黄强重元素一次电离线，中性金属线K3,500~5,000红橙强

5、中性金属线，重元素一次电离线M<3500红强分子带，中性金属线，无氢线每一种光谱型可以继续分为0-9十个次型。数字越小温度越高。太阳的光谱型为G2。9恒星质量变化范围不太大，绝大多数恒星的质量在0.1M⊙到120M⊙之间。质量太大（>60M⊙）的恒星动力学不稳定，质量太小（<0.08M⊙）的恒星无法点燃氢燃烧。恒星的质量分布10根据体积的大小可以把恒星分成以下几类：超巨星：R~100-1000R⊙巨星：R~10-100R⊙矮星：R~R⊙中子星：R~10－5R⊙唯一准确知道的恒星半径是太阳半径：(6.95980.0007)105

6、km恒星的分类(按体积)(大角星)(织女星)(木星)(五车二)(鲸鱼星)参宿四(猎户座a星)11§1.2赫罗图为什么想到要做赫罗图？由观测能够确定出的恒星的两个最基本的内禀性质为恒星的光度L和恒星的有效温度。由黑体谱所满足的Stefan-Boltzmann定律有L=4pR2sT4因为恒星的寿命远远大于人类一生的寿命，人们也不得不从大量的恒星样品中进行统计分析，给出恒星演化的某些重要信息。12丹麦天文学家E.Hertzsprung(赫茨普伦)和美国天文学家H.R.Russell(罗素)创制了恒星光度-温度分布图。LT恒星的分布？赫罗

7、图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数；纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。EjnarHertzsprung(1873-1967)HenryNorrisRussell(1877-1957)13恒星在赫罗图上的分布特征主序星白矮星红巨星蓝超巨星太阳附近：90%主序星9%白矮星1%红巨星14赫罗图上的等半径线（L=4pR2sT4）M－M⊙＝－2.5log(L/L⊙)＝－5log(R/R⊙)－10log(T/T⊙)即log(R/R⊙)＝8.47－0.2M－2logT超巨星巨星半径R主序星白矮星15恒星的性质，尤其是恒星的光度和表面温度，非常强

8、地依赖于恒星的质量，H-R图中不同位置的点对应着不同质量的恒星。高质量的恒星明亮且高温，位于主序带的上部。低质量的恒星黯淡且低温，位于主序带的下部。对赫罗图的解释H-R图中不同位置的点对应着不同年龄的恒星。质量越大的恒星寿命越短，越早脱离主序。16