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发表于 2009-4-7 15:12:40
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本帖最后由 花棂 于 2009-4-7 16:07 编辑
这几天都只顾玩口袋妖怪去了……今天先写一点吧。
二、有关绿巨人的不存在性
在天文学中,一个个非常著名的图表:赫茨普龙-罗素图,简称“赫罗图”。花棂个人觉得这或许是恒星天文学中最重要的一张图——我们可以在这张图上找到好些信息。下图所示的便是一张标准的赫罗图:
在图中我们可以看到,每一个彩色的小点就代表宇宙中的一颗恒星被观测到的数据。该图的横轴有两种含义,上方写的是“Spectral Class”,也就是“光谱型”,下方写的是“Color B-V”,也就是“B-V色指数”;纵轴也有两种含义,左方写的是“Luminosity”,也就是“光度”,右方写的是“Absolute Magnitude”,也就是“绝对星等”。左右两边的指标实质上表示的都是同一个意思,也就是恒星的亮度;而上下两边的两个指标也同样都是同一个意思,这就是我们在这一节中要叙述的恒星的表面温度,或者说是恒星的颜色。在接下来的几节中,我们将会对赫罗图的其他内容进行一一分析。
在进入正题之前,我们先来看FL游戏里一些星系中的恒星资料:
[New York星系]
Medium White
Type: G8
Color: White
Temperature: 5000K
[Sigma-13星系]
Green Dwarf
Type: F4
Color: Green
Temperature: 6000K
Blue Dwarf
Type: O1
Color: Blue
Temperature:23000K
[Omega-11星系]
Red Giant
Type:M8
Color:Red
Temperature:3000K
我们可以看到,FL中每颗恒星都注明了像上面所列的那几项数据设定,即Type(光谱型)、Color(颜色)、Temperature(表面温度)。你同样也可以在赫罗图的横坐标里找到这些东西,实际上这三项指标在某种程度上所反映的内容是十分接近的。比照赫罗图你就会发现,除了下面将会讲到的一个严重错误之外,FL的这些很少有人去注意的背景数据大多数都不是胡编乱造出来的。
首先我们来看表面温度。它是研究一颗恒星所需要的最基本的数据之一。但是实际上我们并没有办法把一个温度计拿到被测恒星的表面上去读数,所以我们必须通过间接手段来获取这一参数,常用的方法有两种,一种是上方标注的“光谱型”(它表示恒星的光谱特征),另一种则是下方标注的“色指数”(它表示恒星的颜色)。实际上色指数的方法要更简单一些。换句话说,只要知道了上面列出的三个数据中的任何一个,就可以粗略地知道另外两个。
首先我们来看光谱型。我们在查阅一颗恒星的资料的时候,总会看到上面的“G8”、“F4”字样,这就是它的光谱型了。它是根据恒星的光谱特征对恒星进行的一种分类,它把恒星分为O,B,A,F,G,K,M共七大类,每一大类下面又分为许多小类,以阿拉伯数字表示,如就得到了前面的“G8”、“F4”。太阳的光谱型是“G2”。
具体说明是这样的: O型:温度高于25,000K,有游离的氦光谱,氢的谱线不明显,在紫外线区的连续光谱强烈。多数的原子都呈现高游离状态,如氮失去两个电子,硅失去三个电子。
B型:温度在11,000至25,000K之间,氦原子谱线呈现中性,硅则失去1或2个电子,氧和镁原子失去1个电子。如B0就已经没有氦的游离谱线,氢谱线则已很明显。
A型:温度在7,500至11,000K之间,光谱以氢原子的谱线最强烈,硅、镁、铁、钙、钛等都为游离的谱线,但金属的谱线很微弱。如A0已经没有氦的谱线,有微弱的镁与硅的离子谱线,也有钙离子的谱线。
F型:温度在6,000至7,500K之间,有离子化的金属谱线,氢的谱线转趋微弱但仍很明显,铁、铬等自然态的金属谱线开始出现。如F0的钙离子线强烈,氢的谱线虽已减弱,但中性氢原子谱线与一阶金属离子线都很明显。
G型:温度在5,000至6,000K之间,有游离的金属、钙谱线及部份的金属谱线,氢原子的谱线更为微弱,分子谱线(CH)已经出现。如G0谱线以中性金属线为主,钙的离子线达到最强,氢氧根(G带)的吸收线很强。
K型:温度在3,500至5,000K之间,主要为金属谱线。如K0在蓝色的连续区强度微弱,氢线很微弱,有中性金属谱线,分子谱线(CH、CN)依然存在。
M型:温度低于3,500K,有金属、分子及氧化物的谱线,氧化钛(TiO)的谱线成为最主要的谱线。如M0已有很强的分子带,尤其是氧化锑、钙原子的谱线强烈,红色区呈现连续光谱;M5钙原子的谱线很强,氧化锑的强度超过钙。
另外,白矮星的分类方法与上面的不同,D 代表的是白矮星,为低质量恒星在结束它们生命时的终点。白矮星的光谱可以细分为DA, DB, DC, DO, DX, DZ, 和DQ。
值得说明的一点是,因为历史原因,表示这几个类型的字母的排列是毫无规律的。于是人们便想出了一个口诀帮助记忆:“Oh! Be A Fine Girl, Kiss Me!”。
但是,实际上目前人们测定恒星温度更多是通过测定恒星的色指数来进行的。常用的一种色指数有“U-B色指数”和“B-V色指数”,其中U表示对紫外线灵敏的滤镜,B表示对蓝光灵敏的滤镜,V表示对黄绿色的可见光灵敏的滤镜。使用不同滤镜测得的色指数数值越小,恒星的颜色越接近蓝色,温度就越高;反之,色指数越大,颜色越红,温度也就越低。
通过以上说明,我们发现光谱、温度、颜色三者之间是一一对应的关系,那么我们现在就可以比照赫罗图,来一一验证FL里的恒星的数据是否真实了。可以看到,在温度与光谱的对应上,FL的设定还是相当严谨的。
但是现在问题却出在了颜色上。上面列出的Sigma-13星系的一颗Green Dwarf的颜色居然是绿色,但是赫罗图上没有一个小点涂的颜色是绿色。各位也不必费力去仔细地瞪着眼睛去分辨那些小点——因为实际上宇宙中根本就不存在绿色的恒星。也不知是否是制作人员的大意,FL中绿色恒星的出现绝对是一大疏漏。虽然说根据普朗克的黑体辐射定律,特定温度区间的恒星的辐射中,的确是绿色光占的成分最大,但是实际上就算这样的恒星看上去也不可能是绿色。想必大家也都知道不同颜色的光混在一起会产生其他颜色——实际上,这样的恒星发出的光线混合之后最终将表现为白色。 |
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