恆星性質與赫羅圖

赫羅圖

/ HERTS-sprung RUSS-ell /

想像把一座城市裡的每個人都畫到一張圖上:橫軸是身高,縱軸是體重。人們不會隨機散開——他們會聚成一些圖案。天文學家對恆星做了一模一樣的事,把每顆恆星按溫度和光度畫出來。其結果——赫羅圖(Hertzsprung-Russell diagram)——堪稱整個恆星天文學中最重要的一張圖,因為恆星並不均勻地鋪滿它:它們落進了少數幾個清晰而有意義的區域。

在赫羅圖上,橫軸是表面溫度(等價地,也可用顏色或光譜型),按慣例把高溫畫在左、低溫畫在右——和通常的習慣相反。縱軸是光度(或絕對星等),向上遞增。大多數恆星沿著一條從「熱而亮」(左上)到「冷而暗」(右下)的對角帶分佈:這就是主序。從右上方分支出去的,是膨脹、偏冷而明亮的巨星與超巨星領域;蜷在左下角的,是又熱又小、暗弱的白矮星。這張圖由赫茨普龍(Ejnar Hertzsprung)和羅素(Henry Norris Russell)於約 1910 至 1913 年間各自獨立地發展出來。

赫羅圖之所以重要,是因為恆星在圖上的位置編碼了它的物理狀態,而不只是外觀。主序是恆星一生中安靜地燃燒氫的地方;巨星支是衰老恆星膨脹的地方;白矮星角落是死去的恆星核冷卻的地方。追蹤一顆恆星的一生,它會以可預測的方式在圖上移動,於是赫羅圖既是一份普查,又是一座物理實驗室,還是讀取整個星團年齡的工具。

把太陽(黃色,亮度中等)畫上去,它正好落在主序的中段。把參宿四畫上去,它高踞在超巨星區;把天狼星 B(Sirius B)畫上去,它則跌入孤零零的白矮星角落——三個點,概括了恆星生命中三個截然不同的階段。

三顆恆星,三個區域:赫羅圖把外觀轉譯成生命階段。

溫度軸是反著走的,高溫在左、低溫在右——一個歷史遺留的怪癖,每個人初見都會吃一驚。另外,赫羅圖是處於不同生命階段的眾多恆星的一張快照,而不是某一顆恆星平滑滑過的軌跡。

又稱
HR diagramH-R diagramcolor-magnitude diagram赫茨普龙—罗素图颜色—星等图