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赫罗图的发明

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发表于 2018-2-2 19:38:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

到19世纪末,天文学家已经收集总结了成千上万颗恒星的丰富数据资料。天文观测在持续,恒星资料数据库不断被扩充、并且随着更先进的天文研究工具的应用,各种信息也更为细化用实。

到了20世纪初,天文学家可以精确地测量出一个恒星的视星等。视星等用来表示恒星在天空中的亮度,也就是人类肉眼所看到的恒星亮度。视星等的大小决定于恒星真实的发光度(恒星发出光的强度)以及离地球的距离。如此远的距离很难测量,但天文学家仍着手对天文距离进行可靠的数学计算。丹麦天文学家埃希纳·赫茨普隆(1873-1957年)和美国天文学家亨利·罗素(1877-1967年)利用这些测量数据将恒星的亮度与其另一个特征一颜色联系起来。恒星的颜色取决于表面温度和恒星的电磁辐射的范围,即恒星的光谱。

美国天文学家爱德华·皮克林(1846-1919年)在担任哈佛天文台台长期间观测并绘制了上万颗恒星的光谱。将恒星分类的工作落在了天文学家安妮·坎农(1863-1941年)的身上,依据恒星表面的温度和颜色,坎农将恒星分成7类,每一类用一个英文字母表示,分别为0,B,A,F,G,K,M。其中蓝色热恒星类用“O”表示红色冷恒星类用“M”表示。太阳是一颗中等冷的恒星,即黄色“G”恒星。

当埃希纳·赫茨普隆还是一名正在接受培训的化学工程师的时候,发现亮的蓝白恒星似乎符合这样的规律:越亮意味着越热,但那些颜色更红、温度更低的恒星可以被分
成高亮度和低亮度两组。因为这些恒星的温度是相同的,那么亮度的差异就和恒星的大小有关系。赫茨普隆的观点挑战了当时的主导观点:恒星的演化只是从O到M的系列光谱简单的变冷。赫茨普隆将更大的冷恒星叫作“巨星”,因为这类恒星数目要比更小的恒星少,他将这些恒星比喻成“小鱼群中的鲨鱼”。1905年和1907年,他在一本模糊摄影技术期刊上发表了自己的理论,但是没有得到大多数天文学家的认同。

同期,在不了解赫茨普隆的理论的情况下,在普林斯顿大学工作的亨利·罗素得出了与赫茨普隆相似的结论。1913年,罗素设计了一种恒星光度对应表面温度的图表。后来,罗素很严谨地将之归功于赫茨普隆早期的思想理论。赫罗图的命名就是为了纪念两位天文学家作出的杰出贡献。从赫罗图的发明到现在,科学家们一直利用它研究恒星是如何演化的。

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