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O型主序星

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O型主序星(O V) ，也稱藍色主序星，是光譜為O，亮度為V，在主序帶（氫燃燒）上的恆星。這類恆星的質量是太陽的15至90倍太陽質量（理論值，實際觀測有質量超過這一範圍的），表面溫度在30,000至52,000 K[1][2]。壽命通常介於200萬年至1500萬年（O型主序星的質量範圍較大但壽命跨度較小，是因為超大質量恆星的核心高溫所對應的光子輻射壓已經逐漸接近恆星的重力壓力本身——即已經接近於愛丁頓極限，這種情況下核融合速率/核心溫度過度增加則會導致其結構瓦解、向外大幅損失質量，本身也不再需要過多增快核反應來對抗重力壓力，此時亮度與質量的正相關指數不足兩次方，壽命與質量的負相關指數不足一次方）[3][4][5][6][7]。這一類恆星非常罕見，在恆星中所占比例為約0.00003%（千萬分之三）[8]，假定銀河系有四千億顆恆星，按此比例估算則整個銀河系有12萬顆O型主序星[9][8]。典型的O型主序星（仍然在主序星階段）的著名案例包括獵戶座θ1C、參宿增一A（獵戶座σA）和車府增十一（蝎虎座10）等[10][11]，其中已觀測到的質量最大（推測）O型主序星為Melnick 42（英語：Melnick 42），約189倍太陽質量。由於天文學中專有名詞較多，光度分類和演化過程分類中較大的恆星均稱作「巨星」，可能造成讀者的混淆。比如，天文學家將Melnick 42按光度分類稱為「亮巨星」，卻不是超巨星。

由於O型主序星的核心高溫下的光子輻射壓已經開始逐漸接近愛丁頓極限（約150個太陽質量），且恆星內部各處和各時間段的金屬含量分布不均勻導致其不透明度不均勻，恆星的局部區域會直接超過愛丁頓極限導致恆星外殼中的高溫氫氣不斷地向外拋出，40倍左右於太陽質量以上的O型主序星都會最終演化為沃爾夫-拉葉星（金屬豐度高則增加電子對光子輻射壓的吸收，降低質量門檻，這樣僅25倍左右太陽質量以上就會演化為沃爾夫-拉葉星；以及晚O型主序星被質量大得多的伴星剝去外殼，也會直接變成沃爾夫-拉葉星），且隨著主序星質量的增長，其光譜符合沃爾夫-拉葉星的時長甚至會逐漸超過光譜符合O型主序星的時長（一些恆星包括R136a1在內實際上並沒有耗盡氫氣，本質上仍然相當於O型主序星，但由於光子輻射壓過高導致其完全對流、極高自轉，使得碳、氮、氧、氖、鎂等元素在恆星表面富集，在光譜上與WR無異，因此被歸納進沃爾夫-拉葉星，並被記錄為WNh，N表示氮元素，h則表示還有氫氣）。[12][13]

光譜的標準星

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在MK分類系統中"錨定"的O型主序星標準星，自20世紀初選定以來未曾更改過。它們是四瀆增一（麒麟座15，O7 V）和車府增十一（蝎虎座10，O9 V）[14] 1943年版的摩根-基南-凱勒曼（MKK）《耶基斯星圖》將O型恆星的標準光譜類型界定於O5至O9之間，但僅對O9型恆星進行了光度分類的次級劃分。[15]。在MKK O9 V的兩顆標準星是伐三（獵戶座ι）和車府增十一。詹森和摩根（1953年）修訂後的耶基斯標準（"MK"）[16]，迄今也未曾變更O5至O8的標準星，列出5顆O9 V的標準星（HD 46202、HD 52266、HD 57682、造父增一（仙王座14）、車府增十一）和3顆O9.5 V的標準星（HD 34078、參宿增一、天市右垣十一（蛇夫座ζ））。摩根和基南（英語：Philip Childs Keenan）（1973年）對光譜分類做過重要的再檢查[17]，增列「訂正的MK」O4到O7標準星，但沒有突破亮度分類的標準。這次的再檢查還列出主序星車府增十一（蝎虎座10，O9 V）和參宿增一（獵戶座σ，O9.5 V）的"dagger標準"。

直到1970年代，早於O5的O型亮度的子分類都未定義出標準星。摩根、Abt（英語：Helmut Abt）、和泰普史考特（1978年）的光譜圖集[18]定義出了幾個O型主序（亮度類型V）的標準，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]為OB型恆星提供了第一份數位化的光譜圖集，並且包括O3 V（HD 303308）的主序標準。Walborn等人（2002年）定義光譜類型O2的標準，以BI 253做為O2 V的基本標準星（實際的類型為"O2 V((f*))"）。他們也重新定義HDE 303308是O4 V的標準星，並列出新的O3 V標準星（HD 64568和LH 10-3058）。O3 V的有效溫度可能接近50,000K[20]。

性質

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這些都是罕見的天體；有估計認為在整個銀河系中的O型星可能不超過20,000（有爭議，具體數量不明）[21]，僅佔恆星數量的千萬分之一。O型主序星的質量介於15和90 M☉之間，表面溫度從30,000到50,000K。它們的全波段光度介於30,000和 1,000,000 L☉之間；半徑在10 R☉左右,表面重力是地球的10,000倍；對主序星而言是相對較低的。絕對星等從比太陽亮3,400倍的-4等，到比太陽亮18,000倍的-5.8等[22][23]。

O型星都很年輕，年齡都只有數百萬年的歲月。在我們的銀河系中，它們都有大約是太陽兩倍的高金屬量 [22]。在大麥哲倫星系的O型主序星金屬量較低，但值得注意的是它們明顯的有較高的溫度，主要的原因是質量的流失率較低[24]。最亮的O型星，每年的質量損失率超過 百萬分之一 M☉，光度較低的恆星質量損失就低得多。它們的恆星風終端速度大約在2,000 km/s[25]。

其它著名的O型主序星

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相關條目

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參考資料

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