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B型主序星

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位于船底座的海石一是组联星，其中拥有一颗黄色的B型主序星。

B型主序星（B V），也称蓝白色主序星，是燃烧氢的恒星，光谱分类为B，光度分类为V的主序星。这一类恒星的质量通常介于太阳的2.5至18倍左右[1][2]，表面温度载10,000至30,000K[3]，寿命跨度很大，大多在1000万年至9亿年左右[4][5][6][7][8]。B型恒星是非常明亮的蓝色恒星。它们的光谱中有中性的氦线，在B2的类型中最为明显，以及温和的氢线。著名的B型主序星有瑶光、小斗二、东咸二、南船三、鸟喙四A、大陵五A和轩辕十四A等[9]。B型主序星在恒星中的占比为约0.125%[10]。

简介

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这种恒星的哈佛光谱分类法刊登在哈佛恒星测光表修订版。在初始的严格定义上，B型恒星与O型恒星的光谱存在明确界限，B型恒星的蓝紫色部分缺少一条氦的电离谱线，也就是没有He II 线（氦原子失去两个电子的状态）[11][12]。所有的光谱类型，包括B型，都有细分的数值尾码，表示它们与下一种类型接近的程度，因此B2是B型十分级中的第三级，比B0更接近A型[13][12]。

但是，之后更精细的光谱显示B0有氦的电离谱线；同样的，A0也有微弱的中性氦线。随后细分的光谱类型基于特定频率的吸收线在恒星中强度，或是比较不同谱线的强度。例如，在MK分类系统中，波长438.7奈米的谱线强度比420.0奈米强的归类为B0型[14]。氢的巴耳末系谱线在B型中逐渐增强，并在A2型达到峰值（最大值）。电离的硅现被用来硅分B型的恒星，同时镁线被用来区分温度上的差异[12]。

B型恒星在大气层之外没有日冕层，并且缺乏对流层。它们相比于较小的恒星（例如太阳），有更高的质量流失率，恒星风的速度大约是3,000公里/秒[15][16]。B型主序星的能量来源是CNO循环的热核聚变。因为CNO循环对温度非常敏感，能量的来源大量的集中在这类恒星的核心，结果是对流层出现在核心。这导致核聚变产生的氦稳定的与氢燃料混合在一起[17]。许多B型恒星有高速的自转，恒星赤道的转动速度大多在200公里/秒—350公里/秒[18][19]。

有些B型恒星，像是分类为B0至B3的恒星，显示出有非常强的中性氦谱线。这些化学特殊恒星被称为强氦恒星，通常他们在光球层会有强大的磁场。对照之下，也有弱氦恒星，它们的氦线强度不足并且有很强的氢光谱。其他化学异常的B型恒星有汞-锰星，它们的光谱类型是B7至B9。还有有着途出的氢发射谱线的Be星[20]。

寿命、行星系统和宜居带

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B型主序星虽然寿命短，但已经来得及支撑其行星系统的演化与成矿。B型主序星的寿命通常在几千万年至几亿年，中B和晚B型主序星可以在金属丰度高、恒星自转极快（此时金属丰度高提高不透明度、降低表面温度和光度以延长寿命，自转速度快则促进更多中外层氢气进入核心的碳氮氧循环区、提高对氢气的利用率）的加持下延寿；假如正好3倍太阳质量，通常寿命6亿年左右，即使非质量因素都最为有利，极端寿命上限也就10亿年左右（且B型主序星的延寿效果实际上已经不如A/F型主序星）；而对于约2.5倍太阳质量的靠近B/A边界的B9.5V的恒星，其主序星阶段的理论极端寿命可以被延长到11亿年~13亿年以上（天文研究资料例如astro.vaporia.com甚至将B型主序星的寿命上限计算为15亿年以上[5]）[21][22][23]。对早B型主序星（B0V、B1V和部分B2V）而言，自转速度快仍然可以延寿，但是金属丰度高反而可能缩短寿命（大质量恒星的金属丰度过高导致恒星核心的碳氮氧元素浓度太大，而早B型主序星的核心温度又过高，碳氮氧循环的核聚变过程反而失控而加速；以及金属丰度过高导致其恒星风等因素下质量损失过重，其损失的又是以外壳的氢层燃料为主，也造成缩短寿命；虽然质量受损而减小又延长寿命，但往往冲抵不了之前的寿命缩短[24]；此时低金属丰度+高速自转可能为延寿效果最长的组合），靠近O/B边界的B0V的寿命通常在600万年至1500万年左右。[21][23][4][6][7][8][25][26][22]

大质量恒星的初始岩屑盘质量更大，在相同金属元素比例下则金属总质量更大、固体供给更充足，可以提高固体碰撞增长的速度、从而提高行星/卫星拥有的金属核质量比例，在其他条件相当时加速岩石星球的核芯增长与行星/卫星胚胎形成。这对该类恒星的行星系统的初始演化和富集矿物具有优势[27]，之后则劣势明显——主序星寿命太短、行星系统的演化时间不足，更强的恒星风（A型主序星的恒星风和耀斑活动比F/G/K/M恒星更弱，但从B型主序星开始则恒星风和恒星剧烈活动逐渐显著增强[16][28][29][30][31][32]）和极高频率电磁辐射（重力昏暗虽然可以减轻恒星赤道面的紫外辐射和表面温度，但只能让A型主序星和F型主序星变得宜居，难以缓解2.5倍以上太阳质量的B型恒星的紫外辐射和X射线[33][34]）对行星大气层和岩石层的破坏较为严重。[35][23]

目前已发现的拥有系外行星的B型主序星有HD 142250（HIP 77900，约3.74倍太阳质量，B6V主序脉动变星，其伴星介于行星与褐矮星之间）、HD 195689（KELT-9）、HD 129116（HIP 71865，是双星系统且主星质量为太阳的约6倍左右、光谱为B3V，b Centauri b为其行星）、HIP 78530、HIP 79098、HD 100546等。[36][37][38][27]由于观测条件的限制（类地行星对相对较大质量恒星的引力扰动和光线扰动都太弱，难以观测），目前发现的大多为类木行星，但不排除其有大质量的岩石卫星。约2.75倍太阳质量的B9V恒星的宜居带距离大约在 4—9 天文单位 左右，假如位于宜居带外侧且初始温室气体浓度较高、此后逐渐下降，在极端有利条件（假设主序星在极高金属丰度、极快恒星自转下延寿，且宜居带外侧星球的温室气体浓度变化合理，相当于把主序星阶段的90%以上的时间都用上）下可能有9~11亿年以上的演化时间，但以地球的生命演化速度来看，即便如此也仅能有类似于细菌、古菌、蓝藻等的原始生物；约18倍太阳质量的B0V恒星的宜居带距离大约在 110—250 天文单位左右，即使在极端有利条件下也仅有1500万年左右的演化时间，其宜居带只具有天文学意义而几乎没有行星学/生命学意义。[39][40][25][26]

相关条目

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参考资料

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