new天文学概论06.docVIP

第3章 恒星 3.1 恒星概论 3.2 恒星的亮度和距离 3.3 恒星的位置和运动 3.4 恒星的光谱型、赫罗图 3.5 双星 3.1 恒星概论 恒星来源 斗转星移是因为地球本身在自转，四季星空的变化是因为地球绕太阳公转。众星之间虽然也有相对运动，但因为距离十分遥远，在几千年这样短的时间里，显现不出来。古人看不出星空排列图形的变化，所以称它们为恒星。如果时间拉到10万年，星空也许就会变得面目全非了。 著名恒星或星座 3.2 恒星的亮度和距离 在晴朗的夜晚，所有肉眼能见的全天的星约6000多颗。恒星的亮度是用星等来表示的。星越亮，星等数字越小。最亮的天狼星是-1.46等，记为-1m.46。织女星0m.06，北极星2m.12。在没有人间灯火的干扰下，天气特别晴朗的无月之夜，空气透明度特别好的话，肉眼能见最暗的星是6m.5。所有亮于6m.5的恒星有6974颗。现代大望远镜在条件特别好的地方，最暗能观测到30m星。银河系的恒星总数越1011颗。 天体的星等与亮度的关系 其中，分别为星等和亮度。可见，亮度相差100倍，星等差为5。 3. 秒差距 恒星十分遥远，从那里看地球与太阳之间的最大张角，叫做“周年视差角”，简称视差。视差越小说明距离越远。当视差等于1角秒时，恒星到地球(或太阳)的距离定义为1个秒差距。1个秒差距=206265天文单位~3.26光年（计算?）。 离太阳最近的半人马座比邻星，距离1.31秒差距(或4.27光年)。 4. 绝对星等 假设把恒星都放到10个秒差距远处来看的亮度叫恒星的真亮度，也用星等来表示，叫做绝对星等。我们直接看到的亮度叫做视亮度，与之相应的是视星等。 太阳的视星等为-26.74，绝对星等为4.83。 恒星的真亮度与太阳的真亮度的比值称为光度。例如，织女星的光度是54，绝对星等为0.5；北极星的光度为1820，绝对星等为-3.32。天狼星光度为22.9，绝对星等为1.43；比邻星绝对星等为15.45, 光度只有0.000056。 直接观测得到的是视亮度和视星等。测量视星等的技术工作叫光度测量，它是研究恒星最重要、最基本的测量手段之一。传统的光度测量方法是照相法。后来出现了光电方法；20世纪80年代以后，出现了CCD技术，使得测量精度和自动化程度大幅度提高。天文上使用的CCD比普通数码相机中的CCD精度要高得多，价格相差数万倍。 3.3 恒星的位置和运动 恒星的空间位置由3个坐标参数来确定 其中的两个是天球面上的经纬度：赤经和赤纬，第3个是距离。天球面上的赤经和赤纬是用专门的天体测量仪器进行测定的。例如子午环等。 恒星的距离(或称为视差)很难测量。19世纪30年代，才有3位天文学家分别测出了3颗恒星的距离。他们是：俄国的Struve在彼得堡测织女星；德国的F.W.Bessel在柏林测天鹅座61星；英国的T.Henderson在好望角测半人马座星。1837年、1878年、1839年他们分别发表了测出的恒星视差值。其中，最难测量的是织女星的视差(0.12角秒, 相对于50公里外的一枚分币的张角)。 恒星的运动用自行来描述 恒星平均每年移动的角距离称为自行，用角秒数/年来表示，如织女星的自行为0.”345/年，天狼星的自行为1.”324/年。自行最大的是巴纳德星10.”31/年，距离5.9光年。 恒星的位置星表 德国海德堡天文研究所的基本星表---FK系列：FK3, FK4, FK5等等，其中包括了恒星的视差、自行等参数。 依巴谷星表. 1989年8月欧洲空间局发射了Hipparcos天体测量卫星，精确测定了全天11.8万颗恒星的位置数据。精度高达0.001至0.002角秒。超过了FK5基本星表，是恒星位置数据的重大突破。 美国海军天文台的USNO-B星表。目前具有较精密位置，星数又最多的星表。星数1034913669，暗达21等星。 同一星座的恒星，有的看似靠得很近，但在视线方向可能相距遥远。 3.4 恒星的光谱型、赫罗图 恒星光谱型 光谱是恒星的身份证。20世纪初，美国哈佛大学天文台对已经拍到的50万颗恒星的光谱进行研究，并对它们进行了分类。他们用7个英文字母将恒星光谱分为7类，在每种类型的英文字母后再加上1位阿拉伯数字，细分为10个次型。后来又在字母G和K型后面加上S，R，N三个亚型，构成了由10个字母表示的100种光谱型系列，顺序为： 上述分类方法称为哈佛分类法。实际上，它是一个恒星表面温度系列，也是一个颜色系列。从左到右对应于温度的下降和颜色的由蓝到红。最热的O型星温度约为4万开，蓝色；最冷的M型星温度约为3000开，红色。其他各型的温度和颜色见下表。 调皮的美国大学生为了记住光谱型的10个字母，编了一句俏皮话：