赫羅圖

赫羅圖

赫羅圖(英語:Hertzsprung-Russel diagram,簡寫為H-R diagram)是丹麥天文學家赫茨普龍及由美國天文學家羅素分別於1911年和1913年各自獨立提出的。後來的研究發現,這張圖是研究恆星演化的重要工具,因此把這樣一張圖以當時兩位天文學家的名字來命名,稱為赫羅圖。赫羅圖是恆星的光譜類型與光度之關係圖,赫羅圖的縱軸是光度與絕對星等,而橫軸則是光譜類型及恆星的表面溫度,從左向右遞減。恆星的光譜型通常可大致分為O.B.A.F.G.K.M七種,有一個簡單的英文口訣便於記誦這七種類型,即"Oh be A Fine Girl/Guy. Kiss Me!"(當個好女孩/男孩,吻我!)。

赫羅圖可顯示恆星的演化過程,大約90%的恆星位於赫羅圖左上角至右下角的帶狀上,這條線稱為主序帶。位於主序帶上的恆星稱為主序星。形成恆星的分子雲是位於圖中極右的區域,但隨著分子雲開始收縮,其溫度開始上升,會慢慢移向主序帶。恆星臨終時會離開主序帶,恆星會往右上方移動,這裏是紅巨星紅超巨星的區域,都是表面溫度低而光度高的恆星。經過紅巨星但未發生超新星爆炸的恆星會越過主序帶移向左下方,這裏是表面溫度高而光度低的區域,是白矮星的所在區域,接著會因為能量的損失,漸漸變暗成為黑矮星

赫羅圖與星球體積的大小關係

物理學家在研究熱輻射光譜的時候,發現了在一個單位面積上,亮度與溫度之間的關係。溫度越高亮度越亮。因此,一旦我們能夠決定一個星球的絕對星等和光譜類型,我們就能估計它的體積大小。

單位時間內,在單位面積中所釋放出來的熱輻射能量與溫度四次方成正比。

  (σ為史蒂芬·波茲曼常數)

亮度為單位時間內熱輻射所發出來的能量,所以將上式乘上星球總面積,假設星球為球形:

 


所以在赫羅圖上,我們也可以把相同表面積的星球,出現的位置用連線標示出來。我們可以看到,在圖的右上方,低溫且高亮度,所以是體積很大的星球。越往左下方高溫且低亮度,所以體積越來越小。

赫羅圖與主序列帶上恆星的質量大小

在觀察恆星時由雙星系統,經由研究這兩個星星之間引力所造成的軌道運動可以決定這兩個星星的質量。在主序列帶上的恆星,是按照質量大小排列的。在左上方,高溫高亮度的是質量比較大的恆星,而在右下方低溫低亮度的則是小質量的恆星。

星團赫羅圖

由於一個星團中的恆星距離基本一致(或者一個遙遠星系中的星團距離基本一致),因此可以用視星等取代絕對星等作為縱軸繪製星團中成員恆星的赫羅圖或者遙遠星系中成員恆星的赫羅圖。星團赫羅圖與標準赫羅圖的比較,可以幫助估計星團的實際距離。

參看

參考文獻

外部連結