恒星性质与赫罗图
有效温度
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把一块铁加热,它会发光:先是暗红,再到橙色,然后黄白,如果还能更热,就会变成蓝白。颜色告诉你温度。恒星在宏大尺度上做着同样的事——一颗恒星的颜色,就是它表面的温度计读数。有效温度就是这个读数:一个数字,概括了恒星发光外层有多热。
更确切地说,恒星并不是一个完美均匀的表面,于是天文学家把它的有效温度定义为:一个能辐射出相同单位面积总能量的理想辐射体(黑体)所对应的温度。根据斯特藩—玻尔兹曼定律,单位面积辐射的能量随温度的四次方增长;根据维恩位移定律,恒星最明亮的那个颜色会随着升温而移向更短(更蓝)的波长。太阳的有效温度约为 5800 开尔文,峰值在黄绿光;一颗红矮星可能约 3000 K,一颗炽热的蓝星则超过 20000 K。
有效温度是赫罗图的横轴(通常把高温画在左边),也是恒星光谱型和色指数背后的物理含义。它描述的不是炽热的核心,而只是光球层——光线得以逸出的可见表面。两颗温度相同的恒星,如果一颗大得多,光度可以相差悬殊,赫罗图正是借此把巨星与矮星区分开来。
参宿四(Betelgeuse)明显呈红橙色,因为它表面只有约 3500 K;而几度之外的参宿七(Rigel)呈蓝白色,约 12000 K。同一个星座,温度尺度的两端——你几乎能用肉眼直接读出来。
颜色就是温度计:越红越冷,越蓝越热。
与直觉相反,蓝色的恒星才是热的,红色的恒星是冷的——和我们给水龙头标颜色的习惯正好相反。有效温度也只指表面;恒星核心要热上数百万度。
又称
另见