恒星的电子辐射谱演变之谜解析

恒星的“脸谱”之谜

人云:“天上星，亮晶晶。”一般人认为所有星星都是白色的。果真如此吗?其实不然，每颗恒星都有各自不同的“脸谱”。

早在汉代，我们充满智慧的祖先，通过细心观察已经把恒星分出白、赤、黄、苍、黑5种颜色。1665年，英国的牛顿利用三棱镜发现了太阳的连续光谱，从而知道日光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种不同颜色的光混合而成的。1814年，德国的夫琅和费继续做太阳光谱的研究，他在一间暗室的百叶窗上开了一条狭缝，让太阳光通过狭缝照射到一块棱镜上，棱镜后面则是一架小望远镜。夫琅和费通过小望远镜，惊奇地发现太阳的“七色彩带”样的光谱中又出现了许多条暗线。经过反复计数，这样的暗线共有567条之多。

现在我们知道，上述的几项发现已经构成一幅恒星真实的肖像。其在肉眼下(或在望远镜里)颜色的不同，表明的是各个恒星温度的不同，比如白色温度高，红色温度低，而众多的“夫琅和费线”则是由于太阳或恒星大气中的各种气体元素按一定的波长选择吸收太阳或恒星的辐射而成的。换句话说，光谱是了解恒星物理性质、化学成分的“钥匙”。

有鉴于此，美国哈佛天文台的皮克林对全天24万多颗恒星都拍摄了光谱，他组织了十几位终身不嫁而一心一意为天文学献身的女性，对这20多万颗恒星的光谱进行分类和研究。最后，以坎农女士的结论为准，她按照恒星的表现温度由高到低的顺序，从温度最高的O型星开始，构成了如下的序列:

O—B—A—F—C—K—M

为了便于记忆，有人利用这些字母编了一句话:“Oh!Be A Fair Girl，Kiss Me”(译成中文为“啊，好一个仙女，吻我吧”)。这句话中每个词的第一个字母恰好构成上述光谱的次序。每个光谱型又更加细致地划分成10个次序，例如从B型过渡到A型又有B₀，B₁，B₂……B₉这10个次型，太阳便是一颗G型星，其表面温度略低于6000℃，是一颗具有中等发光能力的恒星。

这便是非常有名的“哈佛分类法”，全世界的天体物理学家都信赖它，而哲学家称其为“可能是发现世界秩序的最简单方法”。但是恒星的电子辐射“脸谱”究竟如何演变，还是个谜。

各型星的颜色和在普通蓝紫波段的主要光谱特征如下:

O型:蓝白色。紫外连续谱强。有电离氦、中性氦和氢线;二次电离碳、氮、氧线较弱。(https://www.xing528.com)

B型:蓝白色。氢线强，中性氦线明显，无电离氦线，但有电离碳、氮、氧和二次电离硅线。

A型:白色。氢线极强，氦线消失，出现电离镁和电离钙线。

F型:黄白色。氢线强，但比A型弱。电离钙线大大增强变宽，出现许多金属线。如仙后座p(中名王良一)。

C型:黄色。氢线变弱，金属线增强，电离钙线很强很宽。如太阳、天龙座p(中名天GFBA8三)。

恒星家族成员一览图

K型:橙色。氢线弱，金属线比G型强得多。如金牛座(中名毕宿五)。

M型:红色。氧化钛分子带最突出，金属线仍强，氢线很弱。如猎户座(中名参宿四)。

R和N型:橙到红色。光谱同K和M型相似，但增加了很强的碳和氰的分子带。后来把它们合称为碳星，记为C_O如双鱼座19号星。

S型:红色。光谱同M型相似，但增加了强的氧化锆分子带，常有氢发射线。如双子座R。