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1、恒星凡是由炽热气态物质组成，能自行发热发光的球形或接近球形的天体都可以称为恒星。它们之所以是炽热的和能自行发光，是因为它们具有巨大的质量，在自引力作用下，形成球形或类球形的天体。恒星的发光和光谱恒星都极其遥远，因而成为天空中的光点。当我们极目向太空远眺时，在时间上我们是在看过去。恒星能自行发光，这是它的本质特征。其温度必然很高，一是质量大小问题，恒星有巨大的质量，很高的中心温度，才能引起热核反应，释放大量能量。二是发展阶段问题，在它生命史的某个阶段才有发光现象，且不同的演化阶段会发出不同的光。能自行发光的天体，其质量至少要达到太阳质量的百分之几到百分之十。恒星有不同的颜色，这是由于恒星表面温度
2、不同，红色的温度低，而蓝色的温度最高。天文学家们拍摄下来各个恒星的光谱图，他们把恒星按光谱分了类，并分为O、B、A、F、G、K、M七大类。另外对有特殊情况的恒星还有R、N、S三个副类。大略地说恒星的表面温度按OM次序减小，也就是说单位面积上发光的亮度减小。例如，参宿七是B型星，表面温度12000K；天狼星是A型星，表面温度约为10000K；织女星也是A型星，表面温度为9700K；心宿二是M型表面温度为3650K；参宿四是M型星，表面温度约3500K。我们的太阳表面温度为6000K，是一颗G型星。 由于光谱型对恒星物理研究的重要性，美国学生为了记住光谱型的10个字母，编了一句俏皮话： Oh, B
3、e A Fine Girl Kiss Me! Right Now, Smack! 20世纪初，美国哈佛大学天文台已经对50万颗恒星进行了光谱研究。并对恒星光谱根据它们中谱线出现情况进行了分类。结果发现它们与颜色也有关系，即蓝色的“O”型、蓝白色的“B”型、白色的“A”型、黄白色的“F”型、黄色的“G”型、橙色的“K”型、红色的“M”型等主要类型。实际上这是一个恒星表面温度序列，从数万度的O型到2-3千度的M型。因此，只要在谱线中找出最明亮部分对应的波长，便可推算出恒星表面温度。 恒星的多样性1、单星、双星、星团一般恒星都是单个存在的，但有些恒星是成双成对的，被称为双星（天狼星）。双星分为光学双
4、星和物理双星两类。前者又叫视双星或假双星；后者是真正的双星。若双星绕转的轨道平面平行于视线方向，会发生周期性相互掩蔽，从而发生亮度变化，叫做食双星。有的双星的子星本身也是一对双星（半人马座：南门二），一颗三合星。在恒星世界里，有许多恒星集中分布在一个较小的空间，彼此有物理联系，形成一个稠密的恒星集团，叫做星团（金牛座疏散星团、球状星团）2.变星、新星、超新星 大多数恒星的光度是稳定的，有些恒星的光度在短时期内会发生明显的、特别是周期性的变化。这样的恒星称变星。 变星可分为：食变星、脉动变星、爆发变星。 脉动变星和爆发变星又叫物理变星。它们的亮度变化是由于恒星内部或其大气物理状况所致。3、巨星、
5、超巨星、白矮星 19世纪中叶，发现恒星有距离上的差别后，随即知道恒星存在光度的差异。将这两方面的指示联系起来，20世纪初，丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素不约而同创制了恒星的光谱型与光度的坐标关系图，简称光谱-光度图，通常也叫赫罗图。这个关系图表明大多数恒星的光度，决定于它们的温度，即恒星的温度越高，光度越大。光谱-光度图通常也叫赫罗图。它以恒星的光谱型（或温度）为横坐标，以它的光度（或绝对星等）为纵坐标，每颗恒星按照各自的光谱型和光度，在图上占有一定的位置。太阳位于主星序的中部，可见它是一颗很典型的恒星。同主序星相比，有三部分恒星情况特殊：（1）图的右上方，恒星的温度不高，但光度却很大
6、，唯一的解释是他们的体积很大增加了发光面积，这部分恒星叫红巨星。（2）在红巨星的上方，一直延伸到图的左侧，是一些超巨星。 （3）图的左下方，恒星的温度相当高，但光度却很小，这表明它们的发光面积不大，体积很小。这些小而热的恒星叫白矮星。（天狼伴星）4、脉冲星、中子星 20世纪60年代，天文学家发现一种新型变星，它有规律的发出射电脉冲讯号，取名脉冲星。其周期很短，最长为4.3s，最短只有0.0016s,且十分稳定。平均周期0.033s。 天体能发出如此快速稳定地发射脉冲讯号，唯一的可能是恒星自转。如此疯狂的自传，连白矮星那样致密的天体也会分崩离析。它只能人们早已预言的中子星。中子星由中子组成，是由
7、于恒星演化到晚期，能量耗竭，若经引力坍塌，其剩余质量大于某一极值时，电子运动都不能抗衡原子核吸引力，继续坍塌，形成大量自由电子，致使恒星密度很大，体积很小，形成中子星。恒星的演变1、 恒星的产生： 恒星诞生于太空中的星际尘埃,一大团弥漫的星际云本身发生塌缩，塌 缩释放出来的引力能使原恒星的温度变得越来越热，最后核聚 变开始进行，终于变成了一颗恒星。 原恒星由于被厚厚的星际云遮盖，所以不能够直接观测到，但是在收缩过程中，引力势能转化为热能，内部温度升高，开始辐射出红外辐射。向着赫罗图的主序上的某个位置移动。星云质量越大，收缩越快，达到主序的位置越高（温度高、光度大）2、恒星移到主序后，内部温度高
8、到足以点燃核火，热核反应代替引力收缩，成为恒星的主要能源。从此，恒星停止收缩，长期稳定的依靠热核反应进行辐射。在这段时间，恒星以几乎不变的恒定光度发光发热，照亮周围的宇宙空间。恒星的“青年时代”是一生中最长的黄金阶段主星序阶段，这一阶段占据了它整个寿命的90。在主序上停留的时间长短，取决于其质量的大小。质量越大，引力越大，氢料消耗更快，寿命越短。3、热核反应的氢燃料最先耗尽，逐渐形成一个由氦组成的核，恒星的核心收缩，外层膨胀，成为一个非常巨大的、具有热核的冷星。这时，恒星便离开主星序，进入红巨星区域，到了生命的晚期。4、恒星过渡到红巨星阶段后，演化速度大大加快。当温度升高到1亿度时，由氦核聚变
9、为碳核的新一轮热核反应。这时释放的能量很有限，恒星到达垂暮之年。一旦核反应停止，对引力的抗衡全线崩溃，最后自行坍塌。5、红巨星收缩时，其核心部分收缩最为猛烈，剩下一颗致密炽热的白矮星。之后逐渐冷却，变成又小又暗的黑矮星。6、那些质量体积特别巨大的恒星，在最后阶段发生爆发，迸发盛大的太空火焰，超新星爆发。若它们留下的残骸的质量足够大，就会坍塌为中子星，超过这个极限，甚至连核力也将在引力面前低下头，中子也会坍塌，形成所谓的黑洞。图：光源的视亮度与其距离的平方成反比，距离增加1倍，亮度便减为1/4星等恒星的亮度是指地球上受光强度，即恒星的明暗程度。恒星的光度是恒星本身的发光强度。在天文学上，天体的亮
10、度和光度都用星等表示：表示天体亮度的等级的叫视星等（m）；表示天体光度等级的叫绝对星等（M）。通常所说的星等是指视星等。星等是天文学史上传统的表示天体亮度的特殊方法，星等越大，恒星亮度越暗。两千余年前，希腊天文学家把肉眼可见的恒星分为六等。后来人们经过光学仪器检测，发现一等星和六等星，星等相差5等，亮度相差100倍。连续各个星等的亮度成几何级数，若相邻两星等的亮度比率（级数的公比）为R，则有： R5=100 两边取对数： lgR5=lg100 5lgR=2 lgR= 0.4 R=2.512 可知：星等相差1等。恒星的亮度相差2.512倍。星等按等差级数增大，亮度便成等比级数递减。星等还可以向零
11、值和负值扩展，例如：天狼星（全天最亮的恒星）的亮度为1.45等，金星最明亮时亮度为4.22等，满月的亮度为12.73等，太阳的亮度达-26.74等。也就是说，太阳的亮度是一等星亮度的（ 2.512 ）27.74=1300亿倍。假设有两颗恒星，其星等为m和m（mm）,它们的亮度E和E的比率为： E/E=2.512m-m两边取对数，其中lg2.512=0.4，得： lgE-lgE=0.4（m-m） m-m=2.5（lgE-lgE）如果取m=0的亮度E=1,那么： m=-2.5lgE普森公式该公式表明：只要有明确的零星等和它的标准亮度即平均亮度，就可根据恒星的亮度E推算其星等m。恒星的亮度与其距离远
12、近有关。光源的视亮度与其距离的平方成反比。 天文学上把标准距离定位10 秒差距，相当于0.1视差的距离，合32.6光年。 标准距离下的恒星亮度称绝对亮度，其星等叫绝对星等。有了这个标准距离，就可根据恒星的实际距离（d）和视星等（m），推算它在10秒差距时的亮度EM和绝对星等M。设EM表示绝对亮度，Em表示视亮度： EM / Em=2.512m-M 恒星的亮度与其距离的平方成反比，如该 恒星的距离d以秒差距为单位，则： EM / Em=d2/102 所以： d2/102 = 2.512m-M 两边取对数，且lg2.512=0.4，那么： 2lgd-2=0.4(m-M) m-M=5lgd-5 M=
13、m+5-5lgd 若d=10,则5lgd=5,M=m 即恒星距离为10秒差距时，它的视星等即为绝对星等。绝对星等是在距天体10秒差距(32.6光年)处所看到的亮度,太阳的绝对星等为4.75等星座1.为了便于认识恒星，人们把星空分成若干区域，这些区域称为星座。1922年，国际天文联合会成立大会，对历史上沿用的星座进行通盘清理，分全天为88个星座，星座通常用一套标准的三个字母缩写符号来表示，如人马座（Sagittarius ）以Sgr缩写表示，大熊座（Ursa Major ）缩写为Uma。星座中最亮的恒星用希腊字母，大致按亮度以字母顺序加于排列，如北极星记做a UMi，即小熊座a星；肉眼能见的恒星
14、大多有弗氏星号。大熊星区天琴星区仙后星区御夫星区春夏秋冬2.四大星区大熊星区（熊）大熊座牧夫座狮子座口诀：熊狮有夫女武人撑四天二仙一马鱼金御猎双犬室女座天琴星区（琴）天琴座天鹰座天鹅座天蝎座人马座武仙座仙后星区（后）仙后座仙女座飞马座南鱼座御夫星区（御）御夫座金牛座猎户座大犬座小犬座双子座北半球常见星座的辨认（低年级）四季星空（高年级）表1.1 四大星区、主要星座、亮星及特征星区星座亮星及主要特征仙后星区（后）仙后座形似字母W，利用它可找到北极星仙女座三颗亮星排列成一条直线飞马座呈一大四边形(东北一隅属仙女座)，四边形的东边向北延伸，直指北极星南鱼座南鱼座(中名北落师门)是本区惟一的一颗一等星，沿飞马座四边形的西边向南延伸，即可找到。它的位置偏南、离地平较低，附近星稀，西方有“海角孤星”之称御夫星区（御） 御夫座明显的五边形。我国古代
