恒星的一般特性

1、 1，恒星視亮度和光度視星等 公元前2世紀(jì)古希臘希帕恰斯用肉眼估計(jì)了星的亮度 按明暗程度分成6個(gè)等級(jí)(16)， 星的亮度越大，星等越小。 肉眼能見(jiàn)到的約有6000顆恒星。 眼睛看起來(lái)最為明亮： 1等星 看起來(lái)比1等星稍暗一些： 2等星 再暗一些的：3等星，依此類(lèi)推 眼睛剛能看到的：6等星 視星等的科學(xué)性 1850年，普森發(fā)現(xiàn)星等和亮度有一定的關(guān)系：星等按等差級(jí)數(shù)增加 亮度按等比級(jí)數(shù)減小 1等星比6等星大約亮100倍 相粼2個(gè)星等的亮度差2.512倍 取零星等的亮度（E）為單位 普森公式：m=-2.5lgE普森公式：m=-2.5lgE m 為星等（分為1至6等） E 恒星的亮度（觀測(cè)者接收到 的

2、能量）視星等越大恆星越暗 如果兩顆恆星的視星等相差5等 mB - mA = 5 求出：恒星B的亮度比恒星A 暗100倍 恒星視星等肉眼：可見(jiàn)6等大型望遠(yuǎn)鏡：25等空間望遠(yuǎn)鏡：29等 照相星等 用照相底片代替肉眼觀測(cè) 星光亮度越大 照相底片感光黑度越濃 按照相底片上感光強(qiáng)度 定出的星等叫照相星等 絕對(duì)星等 視星等不是恒星真實(shí)發(fā)光能力 把恒星移到10秒差距(32.6光年)處 再比較它們的亮度（目視星等） 其目視星等叫做絕對(duì)星等 絕對(duì)星等表征恒星輻射強(qiáng)度 視星等表征觀測(cè)者接收到的能量 胰腺癌護(hù)理 胰腺癌康復(fù) 胰腺癌飲食： 視星等和絕對(duì)星等的關(guān)系 M m 5 5lg r M 絕對(duì)星等 m 視星等 r

3、距離 由 r 和 m 算出恒星的絕對(duì)星等M 由 M 和 m 算出距離 r 天狼星的視星等是-1.45等 距離為2.7秒差距， 絕對(duì)星等1.5等 太陽(yáng)離我們最近，光輝奪目 它的目視星等達(dá)到-26.7等 絕對(duì)星等才只有4.83等恒星輻射到觀測(cè)者的強(qiáng)度與 距離的平方成反比 恒星離我們?cè)竭h(yuǎn)越暗 光度 光度和絕對(duì)星等都是指恒星的輻射 適用于光學(xué)，紅外、紫外、射電、 及射線波段 光度單位：爾格/秒 恒星之間的光度差別非常大 超巨星的光度比太陽(yáng)約強(qiáng)五萬(wàn)倍 白矮星光度不到太陽(yáng)的萬(wàn)分之一光度和體積、溫度的關(guān)系 恒星的光度由其溫度和表面積決定 溫度愈高光度愈大 表面積愈大光度也愈大 光度大的恒星叫做巨星 光度比巨

4、星更強(qiáng)的叫超巨星 光度小的稱(chēng)為矮星 光度大的巨星，體積也大 光度小的矮星，體積也小 2，恒星的顏色、光譜 和溫度 基爾霍夫光譜的三條定律（1870年，德國(guó)物理學(xué)家基爾霍夫發(fā)現(xiàn)） 熾熱的物體發(fā)出連續(xù)光譜； 低壓稀薄熾熱氣體發(fā)出某些單獨(dú)的明亮譜線； 較冷的氣體在連續(xù)光源前面產(chǎn)生吸收譜線。 給鐵條加溫 1. 溫度低： 紅色 2. 溫度中等：黃色 3. 溫度很高：白色黑體輻射：峰值波長(zhǎng)由溫度決定 太陽(yáng)觀測(cè)曲線和5800K的黑體輻射譜的比較很一致，因此太陽(yáng)表面的溫度約為6000度K。 太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡后被分為七色光，波長(zhǎng)從400nm-700nm(毫微米） 吸收線和發(fā)射線 吸收線：在太陽(yáng)連續(xù)光譜的上面有許許

5、多多的粗細(xì)不等、分布不均的暗黑線，共有2萬(wàn)多條。 發(fā)射線：在連續(xù)光譜上還有成千上萬(wàn)條明亮的譜線。 電離吸收線發(fā)射線能級(jí)和譜線 發(fā)射線、吸收線和電離連續(xù)光譜和發(fā)射線連續(xù)光譜和吸收線 太陽(yáng)光譜研究 太陽(yáng)光譜（連續(xù)譜、發(fā)射線和吸收線）可給出太陽(yáng)大氣的結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、化學(xué)成分以及太陽(yáng)活動(dòng)的性質(zhì)等。 測(cè)量天體磁場(chǎng)的方法塞曼效應(yīng)：19世紀(jì)末物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)在均勻磁場(chǎng)中，原子輻射產(chǎn)生的某一條發(fā)射譜線要分裂為兩條或三條，分裂程度與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。天文學(xué)家利用塞曼效應(yīng)設(shè)計(jì)出觀測(cè)太陽(yáng)和恒星磁場(chǎng)的設(shè)備。太陽(yáng)是唯一的一顆能給出表面磁場(chǎng)分布的恒星。觀測(cè)到的譜線 塞曼效應(yīng)電子從高能級(jí)躍到低能級(jí)，發(fā)射一定頻率的譜線有磁場(chǎng)時(shí)，能級(jí)

6、分裂導(dǎo)致譜線分裂分裂程度與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，因此可以測(cè)磁場(chǎng)3，恒星的距離測(cè)定測(cè)量距離的重要性： 我們?nèi)庋壑荒苤篮阈?在天球上的投影的位置 不知道恒星的距離就不能確定恒星 空間的真實(shí)分布、運(yùn)動(dòng)速度和發(fā)射 電磁波的真實(shí)強(qiáng)度 距離單位恒星之遙遠(yuǎn)，遠(yuǎn)到無(wú)法用公里來(lái)做單位 天文學(xué)家特別定義了3把不同的尺子1，天文單位 太陽(yáng)和地球之間的距離1億5千萬(wàn)公里 稱(chēng)為 1個(gè)“ 天文單位”2，光年 光1年要走大約10萬(wàn)億公里3，秒差距 1秒差距等于3.26光年 恒星距離比鄰星距離是4光年多牛郎星為16光年織女星是25光年北極星的距離680光年銀河系中最遠(yuǎn)的恒星 約8萬(wàn)多光年河外星系中的恒星 幾億甚至幾百億光年 北斗

7、七星的距離（光年） 大熊75 大熊 62 大熊75 大熊 65 大熊62 大熊 59 大熊 108 怎樣測(cè)量恒星的距離？ 近處的恒星可以用三角測(cè)量法三角測(cè)量法的困難 地球上的基線太短 地球直徑1.3萬(wàn)公里 （1.310-9光年） 最近恒星4.3光年 角度太小無(wú)法測(cè)量 地球軌道提供3億公里基線， 情況好轉(zhuǎn)周年視差隔半年的兩次觀測(cè)觀測(cè)同一顆星，其視位置會(huì)發(fā)生變化AB：3億公里1角秒1秒差距地球軌道太陽(yáng)天文單位秒差距以一個(gè)天文單位為底邊底角為1角秒其直角邊為一個(gè)秒差距（1弧度為206265角秒）l秒差距約等于3.26光年或30萬(wàn)億公里 恒星距離和恒星視差成反比 恒星距離越遠(yuǎn)，它的視差越小 恒星越近，

8、視差越大 距離（秒差距） l視差（角） 織女星的視差為 (角秒) 距離8.1秒差距12.0 早期視差測(cè)量 恒星距離非常遙遠(yuǎn) 視差極為微小 哥白尼在創(chuàng)立日心學(xué)說(shuō)時(shí) 曾嘗試測(cè)量恒星視差（未成功） 以證明地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn) 哥白尼之后經(jīng)過(guò)了三百來(lái)年的努力， 1838年才測(cè)量出恒星的視差 天鵝座61的視差為 它相當(dāng)于從12公里處看一個(gè)1分 硬幣所成的張角31.0 恒星距離越遠(yuǎn)，它的視差越小 恒星越近，視差越大 把恒星視差為1角秒時(shí) 恒星所對(duì)應(yīng)的距離作為一種單位 它名叫“秒差距”l秒差距約等于3.26光年或30萬(wàn)億公里 恒星距離和恒星視差成反比 距離（秒差距） l視差（角） 織女星的視差為 角秒 距離8.

9、1秒差距。12.0 周年視差的局限性 利用三角視差法測(cè)定了 大約7千顆較近的恒星的距離 絕大多數(shù)恒星距離太遙遠(yuǎn) 它們的視差位移小于 根本測(cè)量不出它們的視差 要尋找新的方法！001.0 造父變星測(cè)距法 恒星不恒 恒星的相對(duì)位置幾乎保持不變 明亮程度也似乎不發(fā)生變化 因而稱(chēng)它們?yōu)楹阈?事實(shí)上，恒星有很高的運(yùn)動(dòng)速度 有的可超過(guò)每秒一千公里 亮度也在發(fā)生變化 各類(lèi)變星，造父變星是特殊的一類(lèi) 造父變星 造父變星 1784年，發(fā)現(xiàn)仙王座星是變星 我國(guó)叫做“ 造父一” 造父一最亮?xí)r是3.6等 最暗時(shí)是4.3等， 周期性變化（5.37天） 后來(lái)發(fā)現(xiàn)的造父變星越來(lái)越多， 成為一種類(lèi)型造父型變星 造父變星的周光關(guān)系 勒維特是美國(guó)一位兩耳失聰 女天文學(xué)家 研究小麥哲倫星云中1777顆變星 其中25顆造父變星,測(cè)到 視星等（從12.5等到15.5等） 光變周期（從2天到120天） 發(fā)現(xiàn)了造父變星的周光關(guān)系: 造父變星越亮變光周期越長(zhǎng)造父變星的周光關(guān)系測(cè)出一批知道距離的造父變星得到變光周期和絕對(duì)星等 造父變星測(cè)距法 測(cè)出造父變星的光變周期 利用周光關(guān)系曲線 造父變星的絕對(duì)星等 由關(guān)系式 M m 5 5 lg r， 算出造父變星的距離 可測(cè)定遙遠(yuǎn)的造父變星 及其中含有造父變星的天體系統(tǒng) 如