從星團的照片中能看出什麼事?
請觀察以下三張星團的照片,他們有什麼差別呢?
量測影像中每一顆恆星的亮度以及顏色,以顏色(色指數B-G,往右表示越紅)為橫軸、亮度(視星等L,往上表示越亮)為縱軸畫成散布圖,這就是鼎鼎大名的「赫羅圖」。由於星團中這些恆星的距離差不多一樣遠、而且是同一時期一起形成的,唯一的差別就是每顆恆星的質量大小不同,因此可以很好的研究恆星演化的情形。
首先可以看到一條左上至右下的區域,這是主序帶,如此分布的原因也很好理解,質量越大的恆星亮度高、溫度高,而溫度高意味著顏色偏藍(黑體輻射的效應),反之,質量越小的恆星亮度較暗、溫度低,顏色偏紅。
理論上,這條主序帶對應的顏色-亮度關係應該可以適用於所有的恆星(如果形成恆星的氣體雲成分類似的話),但是我們可以發現,M41跟M47的兩條主序帶位置有些錯位,這是由於我們從觀測數據作圖時是使用視星等,但是距離不同,較遠的星團看起來較暗,畫出來的主序帶位置也就較下面。反過來說,如果我們不知道這個星團的距離有多遠,把主序帶畫出來就知道了! (M41比M47遠)
接著可以看到M67的主序帶在中間有一段轉折彎往右上的區域,這是由於越大的恆星核心核融合反應速率也越快,消耗燃料快、壽命短,原本位於左上的高溫大質量恆星逐漸演化為紅巨星,因此可以從轉折的位置判斷星團的年齡,越老的星團轉折處會越往右!(M67最老、M41跟M47都很年輕)
看似幾張平平無奇的一堆星星的照片,其中暗藏了恆星距離以及年齡的線索,以後只要瞧一眼,就能知道這團恆星是遠是近是老是幼~
圖一:疏散星團M41,攝於南瀛天文館。
圖二:疏散星團M47,攝於南瀛天文館。
圖三:疏散星團M67,攝於南瀛天文館。
圖四:三個星團的赫羅圖。