[科普中國]-恒星演化的工具——赫羅圖

說起恒星就不得不提起記錄恒星演化最重要的工具——赫羅圖。天文學家將恒星的光度以及表面溫度共同標識在一張圖上，便形成了赫羅圖。它不僅是天文學家研究恒星演化的必備工具，同樣也能讓天文學家對恒星進行“年齡普查”。

赫羅圖究竟是什么樣子的呢，我們先來了解一下它的起源。由于恒星的壽命以百萬、億年來計，從人類視角來看，恒星演化的過程極其緩慢，往往幾個世紀也觀測不出任何變化。況且單獨觀察一顆恒星無法了解恒星演化全貌，天文學家便尋找替代方法。因為在這一方面難以通過具體的實驗來開展，于是不得不借助統(tǒng)計的手段進行。在二十世紀初，丹麥天文學家赫茨普龍及美國天文學家羅素獨立提出，可以以恒星光度或絕對星等為縱軸、以恒星的光譜類型或表面溫度為橫軸，將恒星標識在一張圖上，這便是如今的赫羅圖。

赫羅圖的橫軸表示的是不同恒星的譜型，從左往右依次是藍星、黃星、紅星。譜型為藍星的恒星表面溫度在1萬至2萬攝氏度，甚至更高；譜型為黃星的恒星表面溫度約為6千攝氏度，而譜型為紅星的恒星表面溫度在2千攝氏度左右，因此，水平線上，也可以用溫度來表示；縱軸上，表示的是不同恒星的實際亮度，并以太陽的亮度為單位，從下往上遞增。

當把大量的恒星根據(jù)赫羅圖要求標示成點后，科學家發(fā)現(xiàn)這些點的分布有一定的規(guī)律性。占總數(shù)近90%的點，密集分布在圖的左上方到右下方大致沿著對角線區(qū)域，呈帶狀。天文學家把這條帶稱為主星序，帶上的恒星稱為主序星。百分之八九十的恒星呆在主序帶上，說明恒星一生中的大部分時間都處于這個狀態(tài)，而處于主序帶之外狀態(tài)的時間較短。主星序右上方有兩個點群，分別是代表亮度平均比太陽大百倍左右的“紅巨星”，以及大幾千倍的“超巨星”。除此之外，分散在左下角的小群點，它們就是“白矮星”。

隨著時間的推移，恒星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸演變，其光度和表面溫度隨之改變，從而在赫羅圖上的位置發(fā)生變化。天文學家據(jù)此描繪了恒星從誕生、成長到衰亡的演化路徑，并從理論上推斷出恒星從誕生到主序星、紅巨星、變星、新星（超新星）、致密星（白矮星或中子星或黑洞）的演化機制和模型。當恒星離開主星序，進入赫羅圖右上方紅巨星區(qū)域，意味著進入了生命“晚年”。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載時務請注明出處。