恒星

【导语】相信⼤家都知道太阳这颗恒星，然⽽很多的⼈都不了解恒星的⼀些知识。下⾯⽆忧考为您精⼼推荐了天⽂科普：恒

星的⼩知识有哪些，希望对您有所帮助。

【恒星的天⽂⼩知识】

恒星是由引⼒凝聚在⼀起的⼀颗球型发光等离⼦体，太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星，⼏

乎全都在银河系内，但由于距离遥远，这些恒星看似只是固定的发光点。历，那些⽐较显著的恒星被组成⼀个个的星座和星

群，⽽最亮的恒星都有专有的传统名称。天⽂学家组合成的恒星⽬录，提供了许多不同恒星命名的标准。

⾄少在恒星⽣命的⼀段时期，恒星会在核⼼进⾏氢融合成氦的核聚变反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫长的路

径，然后从表⾯辐射到外太空。⼀旦核⼼的氢消耗殆尽，恒星的⽣命就即将结束。有⼀些恒星在⽣命结束之前，会经历恒星核

合成的过程;⽽有些恒星在爆炸前会经历超新星核合成，会创建出⼏乎所有⽐氦重的天然元素。在⽣命的尽头，恒星也会包含

简并物质。天⽂学家经由观测其贯穿间的运动、亮度和光谱，确知⼀颗恒星的质量、年龄、化学元素的丰度，和许多其它属

性。

【恒星的分类】

孤星型恒星

孤星型恒星在宇宙空间孤⽴存在，不在星系中，没有与其它星球形成关系。该类型恒星在宇宙中⼀般呈直线运动。其形态

为球形和⾮球形。

主星型恒星

这类恒星捕获⼩质量天体形成绕其旋转的星系，恒星位于中⼼是主星，其它⼩质量天体如⾏星彗星等绕其旋转是从星。在

宇宙中⼀般呈直线运动。形态为球形和⾮球形。

从属型恒星

这类恒星绕⼤质量天体进⾏转动，没有⼩质量天体绕其旋转。该类型恒星存在公转和⾃转，其运动轨道为圆形、近圆形和

椭圆形，其形态为球形或近球形。

伴星型恒星

这类恒星与⼤质量体星球形成相互绕转，形成伴星关系。伴星间围绕共同质点公转，存在⾃转和公转，其形态为球形或近

球形。

混合型恒星

这类恒星绕⼤质量天体进⾏转动，同时有⼩质量天体绕其旋转或有伴星。存在公转和⾃转，其形态为球形或近球形。如太

阳。

依据恒星成因或起源

划分为碎块型恒星、凝聚型恒星、捕获型恒星。

依据恒星结构

划分为简单型恒星即⾮圈层状结构恒星、复杂型恒星即圈层状结构恒星。

依据温度

划分为低温型恒星、中低温型恒星、中温型恒星、中⾼温型恒星、⾼温型恒星。

依据寿命

划分为*型恒星、长命型恒星。

【恒星的特点】

年龄

多数恒星的年龄在10亿⾄100亿岁之间，有些恒星甚⾄接近观测到的宇宙年龄—132亿岁。⽬前发现最⽼的恒星估计的年

龄是134亿岁。

质量越⼤的恒星，寿命通常越短暂，主要是因为质量越⼤的恒星核⼼的压⼒也越⾼，造成燃烧氢的速度也越快。许多超⼤

质量的恒星平均只有⼀百万年的寿命，但质量最轻的恒星(红矮星)以很慢的速率燃烧它们的燃料，寿命可以持续⼏⼗到上万亿

年。

直径

由于和地球的距离遥远，除了太阳之外的所有恒星在⾁眼看来都只是夜空中的⼀个光点，并且它们进⼊到地球的光受到⼤

⽓层的扰动，在⼈眼中看到就是恒星在“闪烁”。太阳也是恒星，但因为很靠近地球所以不仅看起来呈现圆盘状，还提供了⽩天

的光线。除了太阳之外，看起来的恒星是剑鱼座R，它的是直径是0.057⾓秒。

我们对恒星的了解⼤多数来⾃理论的模型和模拟，⽽这些理论只是建⽴在恒星光谱和直径的测量上。除了太阳之外，⾸颗

被测量出直径的恒星是参宿四，是由亚伯特·亚伯拉罕·⽶歇尔森在1921年使⽤威尔逊⼭天⽂台100吋的胡克望远镜完成(约1150

个太阳直径)。

对地基的望远镜⽽⾔，绝⼤多数的恒星盘⾯都太⼩⽽⽆法察觉其⾓直径，因此要使⽤⼲涉仪望远镜才能获得这些恒星的影

像。另⼀种测量恒星⾓直径的技术是掩星：这种技术精确的测量被⽉球掩蔽时光度减弱的过程(或再出现时光度回升的过程)，

依此可以计算出恒星的视直径。

恒星的尺⼨，从⼩到只有20公⾥到40公⾥的中⼦星，到像猎户座参宿四的超巨星，直径是太阳的1150倍，⼤约16亿公

⾥，但是密度⽐太阳低很多。⽬前观测到的体积恒星是⼤⽝座VY，体积约为太阳的100亿倍，质量达50倍太阳质量。

动能

⼀颗恒星相对于太阳运动可以提供这颗恒星的年龄和起源的有⽤信息，并且还包括周围的星系结构和演变。⼀颗恒星运动

的成分包括径向速度是接近或远离太阳，和横越天空的⾓动量，也就是所谓的⾃⾏。

径向速度是由恒星光谱中的多普勒位移来测量，它的单位是公⾥/秒。恒星的⾃⾏是经由精密的天体测量来确认，其单位

为百万分之⼀弧秒(mas)/年。经由测量恒星的视差，⾃⾏可以换算成实际的速度单位。恒星⾃⾏速率越⾼的通常就是⽐较靠近

太阳，这也使⾼⾃⾏的恒星成为视差测量的理想候选者。

⼀旦两种运动都已测出，恒星相对于太阳恒星系的空间速度就可以算出来。在邻近的恒星中，已经发现第⼀星族的恒星速

度通常⽐较⽼的第⼆星族的恒星低，⽽后者是以倾斜于平⾯的椭圆轨道运转的。⽐较邻近恒星的动能也能导出和证明星协的结

构，它们就像起源于同⼀个巨⼤的分⼦云中共同向着同⼀个点运动的⼀群恒星。

磁场

恒星的磁场起源于恒星内部对流的循环开始产⽣的区域。具有导电性的等离⼦像发电机，引起在恒星中延伸的磁场。磁场

的强度随着恒星的质量和成分⽽改变，表⾯磁性活动的总量取决于恒星⾃转的速率。表⾯的活动会产⽣星斑，是表⾯磁场较正

常强⽽温度较正常低的区域。拱型的星冕圈是从磁场活跃地区进⼊星冕的光环，星焰是由同样的磁场活动喷发出的⾼能粒⼦爆

发的现象。

由于磁场的活动，年轻、⾼速⾃转的恒星倾向于有⾼度的表⾯活动。磁场也会增强恒星风，然⽽⾃转的速率有如闸门，随

着恒星的⽼化⽽逐渐减缓。因此，像太阳这样⾼龄的恒星，⾃转的速率较低，表⾯的活动也较温和。⾃转缓慢的恒星活动程度

倾向于周期性的变化，并且可能在周期中暂时停⽌活动。像是蒙德极⼩期的例⼦，太阳有⼤约70年的时间⼏乎完全没有⿊⼦

活动。

⾃转

恒星的⾃转可以透过分光镜概略的测量，或是追踪星斑确实的测量。年轻恒星会有很⾼的⾃转速度，在⾚道可以超过100

公⾥/秒。例如，B型的⽔委⼀在⾃转的⾚道速度就⾼达225公⾥/秒甚⾄更⾼，使得⾚道半径⽐极⾚道⼤了50%。这样的速度仅

⽐让⽔委⼀分裂的临界速度300公⾥/秒低了⼀些。相较之下，太阳以25–35天的周期⾃转⼀圈，在⾚道的⾃转速度只有1.994

公⾥/秒。恒星的磁场和恒星风对主序带上恒星的⾃转速率的减缓，在演变有着重要的影响。

简并恒星压缩成⾮常致密的物质，同时造成⾼速的⾃转。但是相较于它们在低⾃转速速的状态由于⾓动量守恒，—⼀个转

动的物体会以增加⾃转的速率来补偿尺⼨上的缩减，⽽绝⼤部分消散的⾓动量是经向外吹拂恒星风带⾛的。⽆论如何，波霎的

⾃转是⾮常快速的，例如在蟹状星云核⼼的波霎，⾃转速率为每秒30转。波霎的⾃转速率会因为辐射发射⽽减缓。

温度

在主序带上恒星的表⾯温度取决于核⼼能量⽣成的速率和恒星的半径，并且可以使⽤⾊指数来估计。它通常被作为有效温

度，也就是被理想化的⿊体在表⾯辐射出的能量使单位表⾯积有着相同的光度时所对应的温度。然⽽要注意的是有效温度只是

⼀个代表的数值，因为实际上恒星的温度从核⼼表⾄⾯是有随着距离增加⽽减少的梯度，在核⼼区域的温度通常都是数百万度

K。

恒星的温度可以确定不同元素被电离或被活化的⽐率，结果呈现在光谱吸收线的特征。恒星的表⾯温度，与他的⽬视绝对

星等和吸收特点，被⽤来作为恒星分类的依据。

⼤质量的主序星表⾯温度可以⾼达40,000K，像太阳这种较⼩的恒星表⾯温度就只有⼏千度。相对来说，红巨星的表⾯只

有3,600K的低温，但是因为巨⼤的表⾯积⽽有⾼亮度。

恒星表⾯的温度⼀般⽤有效温度来表⽰，它等于有相同直径、相同总辐射的绝对⿊体的温度。恒星的光谱能量分布与有效

温度有关，由此可以定出W、O、B、A、F、G、K、M等光谱型(也可以叫作温度型)温度相同的恒星，体积越⼤，总辐射流量

(即光度)越⼤，绝对星等越⼩。恒星的光度级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，依次称为：Ⅰ超巨星、Ⅱ亮巨星、Ⅲ正常巨

星、Ⅳ亚巨星、Ⅴ矮星、Ⅵ亚矮星、Ⅶ⽩矮星。太阳的光谱型为G2V，颜⾊偏黄，有效温度约5,770K。A0V型星的⾊指数平均

为零，温度约10,000K。恒星的表⾯有效温度由早O型的⼏万度到晚M型的⼏千度，差别很⼤。