恆星溫度高達幾千度，人類是如何測算出來的？科學家給出解釋

我們都知道太陽的溫度很高，而且太陽在源源不斷的釋放能量，那麼太陽這麼高的溫度人類是怎麼測算出來的呢？一般我們都知道物體溫度的高低能夠透過表面看出來，一般顏色由暗紅到亮紅，然後再到亮黃，白藍白，藍這是溫度一步一步走高，在宇宙中，紅恆星的表面溫度達到了2500k到3500k左右，g型的黃星，表面的溫度達到了5000k到6000k左右，比如說我們的太陽，表面的溫度就已經達到了這麼高，而o型的藍巨星，其表面溫度達到了30000k以上！

根據顏色去判斷恆星的溫度，這是一種非常粗糙的方法，因為這隻能夠讓人得到一個溫度的大概範圍，很難得到一個準確的數值，那麼恆星的溫度是用什麼方法測量出來的呢？因為恆星的溫度太高，我們根本就沒有辦法到恆星附近去測量它的溫度，我們能夠觀測恆星的溫度是依靠它們給我們傳來的波，然後再透過波段的特性來分析，比如說我們的太陽，科學家測量太陽的溫度，也不是測量出來的，只是對太陽的輻射進行了測量，在物理學上有一個叫黑體輻射的概念，這概念的大概意思就是任何的物體都有不斷的輻射！

吸收以及反射電磁波的性質，不同的物體所輻射出的電磁波都是不一樣的，是具有一定特點的波普分佈，而這波普分佈是於物體本身的特性和溫度有關係，科學家把這稱為是熱輻射，黑體輻射的本身服從於普朗克定律，而我們將太陽的本身看作是一個黑體輻射，也就是說我們可以將太陽的輻射畫出一條輻射曲線來判斷它的溫度，太陽的輻射強度會隨著波長的分佈出現一個最大值，而這個最大值可根據一個公式來計算，黑體輻射的峰值所對應的波長越短，那就說明所對應的天體溫度就越高，反之則是越低！

透過這種方法，我們就能夠計算出恆星的溫度，不過這也就是能夠測出一個大概值，具體的溫度也是沒有辦法測量出來的，不過這種測量的方法要比看顏色判斷溫度準確的多，而且判斷的恆星的溫度出了顏色之外還有它的亮度也是能夠判斷的，恆星與地球之間的距離和恆星的半徑，能夠得出恆星最終的溫度，目前這就是科學家測量恆星溫度的辦法，不過想要知道恆星準確的溫度，現在估計是沒有辦法測量出來，因為恆星的表面溫度太高，我們不可能飛到恆星附近去測量！

就算是能夠飛到恆星附近，恐怕飛船都已經化了，所以人類還在不斷地發展自己的科技，等到人類的科技發達到一定的程度，我們就能夠準確的計算出恆星的溫度，不過這還是需要很多年，可能幾百年以後，人類的科技達到了一定的程度，我們就能夠準確的計算出恆星的溫度，目前科學家還在不斷地研究宇宙中的天體，而且科學家發現宇宙中有很多神秘天體，比如說黑洞，黑洞之所以在宇宙中被稱為是神秘天體就是因為黑洞的引力無限大，所以經過黑洞會身邊的物質都會被黑洞吸收！

而且基本上沒有物質能夠逃離黑洞的引力，所以科學家猜想黑洞是不是能夠穿越時空，因為黑洞一直吞噬物質，那麼這些被黑洞吞噬的物質去了哪裡現在我們也不知道，所以科學家對黑洞能夠穿越時空也是一種猜想，不過黑洞存在宇宙中一定是有它的道理，只是現在我們還不知道黑洞存在的意義是什麼，可能再過很多年以後，人類能夠解開黑洞的奧秘，就能夠解開宇宙中的奧秘！科學家現在還沒有看到黑洞的真正面目，因為黑洞能夠吸收光，所以我們無法看到黑洞的裡面！

但是科學家認為黑洞的裡面，可能是一個極度扭曲的空間，因為黑洞引力太大，它能夠把時空扭曲，這就是它非常神奇的地方，而且科學家一直研究黑洞，就是因為黑洞裡面藏著很多奧秘，我們想要知道黑洞的奧秘是什麼，就需要不斷地對黑洞進行研究和探索，而且宇宙中的恆星有很多，而且恆星死亡以後能夠變成黑洞，這也是一件非常不可思議的事情，我們的太陽在50億年以後也會死亡，到時候會變成一顆白矮星。

恆星距離我們實在是太遙遠了，就連距地球最近的太陽，也有1.5億公里。雖然距離遙遠，但是幾十億年來太陽卻是源源不斷的把Sunny和熱量送到了地球。在Sunny的沐浴下，使地球四季有春，處處充滿溫暖。太陽離地球那麼的遙遠，有多高的溫度熱量能傳遞到地球，也是人們探討的天體物理學重要課題之一。

大家都知道太陽表面的溫度高達6000℃。那麼問題來了，人們是怎樣測量到太陽的溫度高低？就現在的科技水平，任何探測儀器都無法接近太陽，更不要說用儀器近距離實測。科學家用最簡單的方法，就是用一些水在太Sunny的照射下，隨著水溫的增高而透過一定的公式作出計算，從而測得太陽的溫度。而這種方法卻不太適合遠在天外的其它恆星。而是採用透過多年的實踐，發明出的恆星光譜序列表進行測算。根據恆星的顏色，對號入座，從而估算出恆星的表面溫度高低。一般來說藍色的恆星表面溫度在10000~20000℃之間，而藍白色的恆星最高則可達到30000℃左右。而黃色的恆星表面約在6000℃左右。紅色的恆星也有2000℃。不過這些資料都是恆星表面溫度的大約數字。想想鐵在1000℃以上瞬間就會化為鐵水。再看看恆星的表面溫度之高，實在令人感到欣慰。因為只要有溫度，我們賴以生存的地球就會永遠長生不老。

恆星的溫度高低，取決於恆星內部核聚變的強弱，在恆星不同的發展時期，以及質量的差別，內部核聚變強度就會不同，對外釋放的熱量會有很大的差別，恆星表面的溫度也會表現出差別，使恆星呈現出不同的顏色，一般由低到高，恆星外表的顏色為黃色、白色、藍色。

那麼具體溫度值是多少呢？比較簡單的方法是應用光譜來判定，不同的溫度對應的光譜型也不一樣。

目前用於恆星分類的光譜型別有很多種，拿哈佛分類方法舉例，從高到低可以分為O、B、A、F、G、K、M、R、N、S型，其中第一種和後三種所佔比例很小。以上每種光譜型又可根據譜線相對強度分為10個次型，進一步細分譜線型別。

目前還有另一種稍複雜的方法，就是應用黑體輻射維恩位移定律來判定，根據太陽輻射強度和波長分佈模擬輻射曲線，根據輻射強度峰值所對應的波長來判斷恆星的溫度，對應的波長越大恆星溫度越小，反之則越大。

在天文學， 恆星分類是將恆星依照光球的溫度分門別類，伴隨著的是光譜特性、以及隨後衍生的各種性質。 根據維恩定律可以用波長來測量物體表面的溫度，但對距離遙遠的恆星是非常困難的。 恆星光譜學提供瞭解決的方法，可以根據光譜的吸收譜線來分類：因為在一定的溫度範圍內，只有特定的譜線會被吸收，所以檢視光譜中被吸收的譜線，就可以確定恆星的溫度。 早期（19世紀末）恆星的光譜由A至P分為16種，是目前使用的光譜的起源。

20世紀初，美國哈佛大學天文臺對50萬顆恆星進行了光譜研究。 他們根據恆星不同的譜線進行了分類，結果發現它們與顏色也有關係。

藍色：“O”型藍白色：“B”型白色：“A”型黃白色：“F”型黃色：“G”型橙色：“K”型紅色：“M”型

（口訣為Oh Be A Fine Girl Kiss Me）

在1860至1870年間， 安吉洛·西奇神父為了分辨觀察到的恆星光譜，創造了早期的光譜分類法。 在1868年，他已經將光譜分為四類：

第一類 ：白色和藍色的恆星，光譜有厚重的氫線和金屬線。 （現在的A類）第二類 ：黃色星－氫的強度減弱，但是金屬線更為明顯。 （現在的G和K類）第三類 ：有寬闊譜線的橘色星。 （現在的M類）第四類 ：有明顯碳帶的紅色星和碳星。

在1878年，他增加了第五類： 發射譜線的恆星（ex：Be、Bf等）

在19世紀的90年代末期出現了一種新的分類法，取代了西奇分類法，即哈佛分類法。

哈佛分類法是由哈佛大學天文臺發展出來的，由赫羅圖的橫座標為光譜的型態，依照溫度的順序由左向右依序為O、B、A、F、G、K、M等型別。 1894年，哈佛大學天文臺開始對恆星光譜作有系統的分類，在安妮·坎農的主持下，經歷了40年時間，到1934年共分析了數十萬顆恆星的光譜，編纂成10冊的亨利·德雷伯星表及其擴充星表，並發展出現在使用的摩根-肯那光譜分類法。

這是目前最通用的恆星分類法，依據恆星的溫度由高至低排序(質量、半徑和亮度皆與太陽比較)，但其光譜標示仍沿用哈佛光譜中的分類，將恆星的光譜分成七大類，每類再細分為十小類。 但目前最熱的星為O 5 ，最暗的星為M 5 ，即O型只有五小類，M型只有六小類，總計為61小類。

各型別的特性如下：

O：溫度高於25,000K，有遊離的氦光譜，氫的譜線不明顯，在紫外線區的連續光譜強烈。 多數的原子都呈現高遊離狀態，如氮失去兩個電子，矽失去三個電子。B：溫度在11,000至25,000K之間，氦原子譜線呈現中性，矽則失去1或2個電子，氧和鎂原子失去1個電子。 如B 0就已經沒有氦的遊離譜線，氫譜線則已很明顯。A：溫度在7,500至11,000K之間，光譜以氫原子的譜線最強烈，矽、鎂、鐵、鈣、鈦等都為遊離的譜線，但金屬的譜線很微弱。 如A 0已經沒有氦的譜線，有微弱的鎂與矽的離子譜線，也有鈣離子的譜線。F：溫度在6,000至7,500K之間，有離子化的金屬譜線，氫的譜線轉趨微弱但仍很明顯，鐵、鉻等自然態的金屬譜線開始出現。 如F 0的鈣離子線強烈，氫的譜線雖已減弱，但中性氫原子譜線與一階金屬離子線都很明顯。G：溫度在5,000至6,000K之間，有遊離的金屬、鈣譜線及部份的金屬譜線，氫原子的譜線更為微弱，分子譜線(CH)已經出現。 如G 0譜線以中性金屬線為主，鈣的離子線達到最強，氫氧根(G帶)的吸收線很強。K：溫度在3,500至5,000K之間，主要為金屬譜線。 如K 0在藍色的連續區強度微弱，氫線很微弱，有中性金屬譜線，分子譜線(CH、CN)依然存在。M：溫度低於3,500K，有金屬、分子及氧化物的譜線，氧化鈦(TiO)的譜線成為最主要的譜線。 如M 0已有很強的分子帶，尤其是氧化銻、鈣原子的譜線強烈，紅色區呈現連續光譜；M 5鈣原子的譜線很強，氧化銻的強度超過鈣。

此外，在巨星的區域內因為還有其他的元素參與核反應，所以還有R、S、N三種在巨星分支上才會用的分類；還有些恆星因為有些特殊譜線而不易歸類於其中，也會另外加上註解用的字母作為區別。