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O型主序星

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O型主序星(O V) ，也称蓝色主序星，是光谱为O，亮度为V，在主序带（氢燃烧）上的恒星。这类恒星的质量是太阳的15至90倍太阳质量（理论值，实际观测有质量超过这一范围的），表面温度在30,000至52,000 K[1][2]。寿命通常介于200万年至1500万年（O型主序星的质量范围较大但寿命跨度较小，是因为超大质量恒星的核心高温所对应的光子辐射压已经逐渐接近恒星的重力压力本身——即已经接近于爱丁顿极限，这种情况下核聚变速率/核心温度过度增加则会导致其结构瓦解、向外大幅损失质量，本身也不再需要过多增快核反应来对抗重力压力，此时亮度与质量的正相关指数不足两次方，寿命与质量的负相关指数不足一次方）[3][4][5][6][7]。这一类恒星非常罕见，在恒星中所占比例为约0.00003%（千万分之三）[8]，假定银河系有四千亿颗恒星，按此比例估算则整个银河系有12万颗O型主序星[9][8]。典型的O型主序星（仍然在主序星阶段）的著名案例包括猎户座θ1C、参宿增一A（猎户座σA）和车府增十一（蝎虎座10）等[10][11]，其中已观测到的质量最大（推测）O型主序星为Melnick 42（英语：Melnick 42），约189倍太阳质量。由于天文学中专有名词较多，光度分类和演化过程分类中较大的恒星均称作“巨星”，可能造成读者的混淆。比如，天文学家将Melnick 42按光度分类称为“亮巨星”，却不是超巨星。

由于O型主序星的核心高温下的光子辐射压已经开始逐渐接近爱丁顿极限（约150个太阳质量），且恒星内部各处和各时间段的金属含量分布不均匀导致其不透明度不均匀，恒星的局部区域会直接超过爱丁顿极限导致恒星外壳中的高温氢气不断地向外抛出，40倍左右于太阳质量以上的O型主序星都会最终演化为沃尔夫-拉叶星（金属丰度高则增加电子对光子辐射压的吸收，降低质量门槛，这样仅25倍左右太阳质量以上就会演化为沃尔夫-拉叶星；以及晚O型主序星被质量大得多的伴星剥去外壳，也会直接变成沃尔夫-拉叶星），且随着主序星质量的增长，其光谱符合沃尔夫-拉叶星的时长甚至会逐渐超过光谱符合O型主序星的时长（一些恒星包括R136a1在内实际上并没有耗尽氢气，本质上仍然相当于O型主序星，但由于光子辐射压过高导致其完全对流、极高自转，使得碳、氮、氧、氖、镁等元素在恒星表面富集，在光谱上与WR无异，因此被归纳进沃尔夫-拉叶星，并被记录为WNh，N表示氮元素，h则表示还有氢气）。[12][13]

光谱的标准星

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在MK分类系统中"锚定"的O型主序星标准星，自20世纪初选定以来未曾更改过。它们是四渎增一（麒麟座15，O7 V）和车府增十一（蝎虎座10，O9 V）[14] 1943年版的摩根-基南-凯勒曼（MKK）《耶基斯星图》将O型恒星的标准光谱类型界定于O5至O9之间，但仅对O9型恒星进行了光度分类的次级划分。[15]。在MKK O9 V的两颗标准星是伐三（猎户座ι）和车府增十一。詹森和摩根（1953年）修订后的耶基斯标准（"MK"）[16]，迄今也未曾变更O5至O8的标准星，列出5颗O9 V的标准星（HD 46202、HD 52266、HD 57682、造父增一（仙王座14）、车府增十一）和3颗O9.5 V的标准星（HD 34078、参宿增一、天市右垣十一（蛇夫座ζ））。摩根和基南（英语：Philip Childs Keenan）（1973年）对光谱分类做过重要的再检查[17]，增列“订正的MK”O4到O7标准星，但没有突破亮度分类的标准。这次的再检查还列出主序星车府增十一（蝎虎座10，O9 V）和参宿增一（猎户座σ，O9.5 V）的"dagger标准"。

直到1970年代，早于O5的O型亮度的子分类都未定义出标准星。摩根、Abt（英语：Helmut Abt）、和泰普史考特（1978年）的光谱图集[18]定义出了几个O型主序（亮度类型V）的标准，列出如下：︰HD 46223（O4 V）、HD 46150（O5 V）、HD 199579（O6 V）、HD 47839（O7 V）、HD 46149（O8 V）、和HD 46202（O9 V）。Walborn和Fitzpartrick（1990年）[19]为OB型恒星提供了第一份数字化的光谱图集，并且包括O3 V（HD 303308）的主序标准。Walborn等人（2002年）定义光谱类型O2的标准，以BI 253做为O2 V的基本标准星（实际的类型为"O2 V((f*))"）。他们也重新定义HDE 303308是O4 V的标准星，并列出新的O3 V标准星（HD 64568和LH 10-3058）。O3 V的有效温度可能接近50,000K[20]。

性质

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这些都是罕见的天体；有估计认为在整个银河系中的O型星可能不超过20,000（有争议，具体数量不明）[21]，仅占恒星数量的千万分之一。O型主序星的质量介于15和90 M☉之间，表面温度从30,000到50,000K。它们的全波段光度介于30,000和 1,000,000 L☉之间；半径在10 R☉左右,表面重力是地球的10,000倍；对主序星而言是相对较低的。绝对星等从比太阳亮3,400倍的-4等，到比太阳亮18,000倍的-5.8等[22][23]。

O型星都很年轻，年龄都只有数百万年的岁月。在我们的银河系中，它们都有大约是太阳两倍的高金属量 [22]。在大麦哲伦星系的O型主序星金属量较低，但值得注意的是它们明显的有较高的温度，主要的原因是质量的流失率较低[24]。最亮的O型星，每年的质量损失率超过 百万分之一 M☉，光度较低的恒星质量损失就低得多。它们的恒星风终端速度大约在2,000 km/s[25]。

其它著名的O型主序星

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相关条目

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参考资料

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  1. ^ Tables 1 and 4, Fabrice Martins, Daniel Schaerer, and D. John Hiller. A new calibration of stellar parameters of Galactic O stars. Astronomy & Astrophysics. 2005, 436: 1049–1065. Bibcode:2005A&A...436.1049M. doi:10.1051/0004-6361:20042386. 
  2. ^ Table 5, William D. Vacca, Catharine D. Garmany, and J. Michael Shull. The Lyman-Continuum Fluxes and Stellar Parameters of O and Early B-Type Stars. Astrophysical Journal. April 1996, 460: 914–931. Bibcode:1996ApJ...460..914V. doi:10.1086/177020. 
  3. ^ B. Pérez-Rendón,G. García-Segura,N. Langer.Evolutionary effects of rotation in massive stars and their circumstellar medium[J].Revista Mexicana De Fisica, 2008, 54.DOI:10.1088/0034-4885/71/11/116501.
  4. ^ I,Brott,S,et al.Rotating massive main-sequence stars[J].Astronomy & Astrophysics, 2011, 530(8):A116.DOI:10.1051/0004-6361/201016113.
  5. ^ Norhasliza Y , Raphael H , Georges M ,et al.Evolution and fate of very massive stars[J].Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2013, 433(2):1114-1132.DOI:10.1093/mnras/stt794.
  6. ^ Norhasliza Y , Raphael H , Patrick E ,et al.Grids of stellar models with rotation VII: Models from 0.8 to 300 M ⊙ at super-solar metallicity ( Z = 0.020)[J].Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022.DOI:10.1093/mnras/stac230.
  7. ^ André,Maeder,Georges,等.Rotating massive stars: From first stars to gamma ray bursts[J].Reviews of Modern Physics, 2012.DOI:10.1103/RevModPhys.84.25.
  8. ^ 8.0 8.1 Ledrew, Glenn. The Real Starry Sky. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. February 2001, 95: 32. Bibcode:2001JRASC..95...32L. 
  9. ^ Scientists Begin To Tease Out A Hidden Star's Secrets （页面存档备份，存于互联网档案馆）, ScienceDaily, July 27, 1998. Accessed on line November 13, 2007.
  10. ^ BD-02 1326A （页面存档备份，存于互联网档案馆）, SIMBAD query result. Accessed on line November 13, 2007.
  11. ^ 10 Lac （页面存档备份，存于互联网档案馆）, SIMBAD query result. Accessed on line November 13, 2007.
  12. ^ Smith,Nathan.Mass Loss: Its Effect on the Evolution and Fate of High-Mass Stars[J].Annual Review of Astronomy & Astrophysics, 2014, 52(1):487-528.DOI:10.1146/annurev-astro-081913-040025.
  13. ^ Langer, N., “Presupernova Evolution of Massive Single and Binary Stars”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol. 50, pp. 107–164, 2012. doi:10.1146/annurev-astro-081811-125534.
  14. ^ A Hierarchy of Standards for the MK Process （页面存档备份，存于互联网档案馆） R.F. Garrison, 1994, The MK process at 50 years, ASP Conf. Series Vol. 60, p. 3
  15. ^ [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） AN ATLAS OF STELLAR SPECTRA WITH AN OUTLINE OF SPECTRAL CLASSIFICATION, W.W. Morgan, P.C. Keenan & E. Kellman, 1943, Chicago, Ill., The University of Chicago press
  16. ^ Fundamental stellar photometry for standards of spectral type on the revised system of the Yerkes spectral atlas （页面存档备份，存于互联网档案馆） Johnson, H. L.; Morgan, W. W., 1953, Astrophysical Journal, Vol. 117, p. 313
  17. ^ Spectral Classification （页面存档备份，存于互联网档案馆） Morgan, W. W.; Keenan, P. C., 1973, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, vol. 11, p. 29
  18. ^ Revised MK Spectral Atlas for stars earlier than the sun （页面存档备份，存于互联网档案馆）, W.W. Morgan, W. W., H.A. Abt, J.W. Tapscott, 1978, Williams Bay: Yerkes Observatory, and Tucson: Kitt Peak National Observatory
  19. ^ Contemporary optical spectral classification of the OB stars – A digital atlas （页面存档备份，存于互联网档案馆） Walborn, Nolan R.; Fitzpatrick, Edward L., 1990, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 102, April 1990, p. 379-411.
  20. ^ A New Spectral Classification System for the Earliest O Stars: Definition of Type O2 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Walborn, Nolan R.; Howarth, Ian D.; Lennon, Daniel J.; Massey, Philip; Oey, M. S.; Moffat, Anthony F. J.; Skalkowski, Gwen; Morrell, Nidia I.; Drissen, Laurent; Parker, Joel Wm., 2002, The Astronomical Journal, Volume 123, Issue 5, pp. 2754–2771
  21. ^ Scientists Begin To Tease Out A Hidden Star's Secrets]. ScienceDaily. July 27, 1998 [2018-02-02]. 
  22. ^ 22.0 22.1 Tables 1 and 4, Fabrice Martins; Daniel Schaerer & D. John Hiller. A new calibration of stellar parameters of Galactic O stars. Astronomy & Astrophysics. 2005, 436 (3): 1049–1065. Bibcode:2005A&A...436.1049M. S2CID 39162419. arXiv:astro-ph/0503346 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361:20042386. 
  23. ^ Table 5, William D. Vacca; Catharine D. Garmany & J. Michael Shull. The Lyman-Continuum Fluxes and Stellar Parameters of O and Early B-Type Stars. Astrophysical Journal. April 1996, 460: 914–931. Bibcode:1996ApJ...460..914V. doi:10.1086/177020. hdl:2060/19970023476 可免费查阅. 
  24. ^ Massey, Philip; Bresolin, Fabio; Kudritzki, Rolf P; Puls, Joachim; Pauldrach, A. W. A. The Physical Properties and Effective Temperature Scale of O-Type Stars as a Function of Metallicity. I. A Sample of 20 Stars in the Magellanic Clouds. The Astrophysical Journal. 2004, 608 (2): 1001–1027. Bibcode:2004ApJ...608.1001M. S2CID 119373878. arXiv:astro-ph/0402633 可免费查阅. doi:10.1086/420766. 
  25. ^ Martins, F. New atmosphere models for massive stars: Line-blanketing effects and wind properties of O stars (学位论文). 2004. Bibcode:2004PhDT........21M. 


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