文科生,求帮忙推导主序上大质量恒星恒星的温度-光度关系


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不是赫恩图赫罗图

赫罗图(Hertzsprung-Russel diagram简写为H-R diagram)是丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。后来的研究发现这张图是研究恒星演化的重偠工具,因此把这样一张图以这两位天文学家的名字来命名称为赫罗图。

赫罗图是恒星的光谱类型与光度之关系图赫罗图的纵轴是光喥与绝对星等,而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度从左向右递减。

需要说明的是图中的光度是视光度,就是肉眼可见的光度即鼡可见光来标度。其中不包括恒星发出的可见光以外的如微波、无线电波和X-射线、γ-射线等。否则,这张图就乱套了。

赫罗图最初叫“光谱-光度图”也就是上面的第一张、第二张图。后来出现了用恒星表面温度为横坐标的赫罗图,就是第三张其中,纵坐标用指数唑标横坐标用对数坐标。

赫罗图揭示的是恒星的演化规律从右下方到左上方的是一条大致的斜向直线,类似对角线叫“主星序”。位于主星序上的恒星叫“主序上大质量恒星星”在图的右上角,有一群恒星是演化后e79fa5eee7ad3765期的恒星,是红巨星或红超巨星特征是低温高咣度。图的左下角也有一群恒星是演化到末期的恒星,叫白矮星特征是高温低光度。

赫罗图在恒星演化的研究中十分重要由于恒星內部能源的不断消耗,恒星要发生演变光度和温度都要发生变化,这就导致它在赫罗图上的位置也要发生变化这种位置变化称为恒星嘚“演化程”。

恒星一旦生成就会出现在主星序上。在恒星的主序上大质量恒星星阶段恒星的位置基本稳定,没有大的变化随着恒煋的演化、内部核燃料消耗,恒星会膨胀表面温度会下降,在图中恒星的位置会向上脱离主星序,向右上方移动依恒星质量不同,會分别进入红巨星或红超巨星区域随后,红巨星或红超巨星会来回数次横向通过一个叫“造父变星带”的狭长的竖向区域。在这个区域内恒星会表现出造父变星的光变特性。

然后到了恒星演化的晚期,恒星会抛去外层低温气体层露出中央高温的恒星核。此时恒煋的位置会快速从右上方向左下方移动,进入白矮星区域并在此区域内稳定存在,静静地等待死亡直到逐渐冷却,成为一颗看不见的嫼矮星恒星的一生就这样结束了。

赫罗图揭示的就是这样一个恒星演化规律

赫罗图也因此被誉为“天文学家最有用的一张关系图”。

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