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遥远的恒星的温度是如何测量的?

《科学世界》  发表于 2019年04月17日

一般恒星的温度,其实指的是其有效温度,它对应的是恒星光球内某个高度上的温度,或可以看作恒星表面的某种平均温度。其实,恒星的颜色是由其有效温度决定的,从恒星的颜色可以得到有关其温度的初步信息。这与烧煤有点类似。假如我们把煤点燃,随着燃烧的进行,煤的温度会越来越高,颜色也会从暗红变成亮红、亮黄。如果温度再高,就有可能变成白色或者蓝色。对于恒星,也存在类似的原理,比如,蓝色的恒星比红色的恒星温度高。


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一般来说,恒星的有效温度决定了其光谱类型(光谱型),每种光谱型对应相应的温度。因此,可以通过测量恒星的光谱型来测量恒星的温度。按照所对应温度的高低,恒星的光谱型依次为O型(蓝星,有效温度4000030000K)、B型(蓝白星,有效温度3000010000K)、A型(白星,有效温度100007500K)、F型(黄白星,有效温度75006000K)、G型(黄星,有效温度60005000K)、K型(红橙星,有效温度50003500K)、M型(红星,有效温度35002500K)等。每一种光谱型又按照谱线相对强度分成10个次型,并按照温度从高到低以光谱型后跟数字09的形式表示。数字小,对应的温度高,比如光谱型为B0型的恒星其有效温度就要比光谱型为B1型的恒星高。我们的太阳,其实是一颗光谱型为G2型的黄矮星,有效温度约为5800K。如果恒星光谱的红移或蓝移效应不可忽略时,对得到的温度还应进行适当的修正。

另外,我们还可以通过计算间接得到恒星的有效温度。先通过观测得到某颗恒星的亮度,再结合用其他方法得到的该恒星离地球的距离D,就能算出该恒星的光度L。如果又测到了该恒星的半径R,就可以由公式L=4πR2σT4算出恒星表面的有效温度。


(本文发表于《科学世界》2011年第12期)


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