恒星的温度上限和下限是多少?


18

在什么温度下可以检测到最极端的恒星(冷热)?检测到的恒星温度有上限和下限吗?

Answers:


17

答案取决于您想将其视为“明星”的原因。如果您只是在考虑主要序列中的恒星,那么您可以仅参考经典的恒星类型字母“ OBAFGKM ”(最近已被扩展为容纳字母“ LTY” 的最酷的棕矮星),其中O型星是最热的星(约30,000 K),Y型星是最冷的所谓的“室温”星(约300 K)。

自重的气态物体无法融合低于13个木星质量的氘,因此只能永久地塌陷并永久冷却(就像太阳系中所有巨型行星一样)。这些物体的温度可以低于300 K,但从技术上讲不是恒星,因为它们不经历核聚变。

对于离开主要序列的恒星,两个可能的结果是白矮星中子星,两者的诞生都非常炎热:白矮星的诞生时其表面温度约为10 ^ 9 K,而中子星的诞生时则具有表面温度。温度约为10 ^ 12K。但是,白矮星和中子星都随着年龄的增长而冷却,已知最冷的白矮星约为3,000 K,中子星的温度降到〜10 ^ 6K。

因此,回答您问题的第一部分:已知最冷的恒星是Y型恒星(即褐矮星),已知最热的恒星是O型恒星或年轻的中子星,这取决于您是否考虑离开主要序列的物体或不。

至于严格的上下限,可能最冷的恒星可能是黑矮星,这是白矮星在冷却很长时间(> 10 ^ 15年)后变成的。最热的恒星可能是我之前提到的新生中子星,要获得比10 ^ 12 K更热的温度非常困难,因为任何多余的能量都会通过中微子带走。


1
+1好答案,有史以来最热和最冷的恒星是什么?我不知道星星会那么酷,令人难以置信!


可能那些不会比正常的年轻中子星任何更热,因为其表面仍然会通过中微子发射,这是在温度超过10 ^ 10 K的非常有效的冷却
Guillochon

您如何获得10 ^ 10K的限额?理论?您能确切解释一下如何获得此信息吗?
astromax

+1但是我认为NS和WD引用的最热温度可能太高,不能反映表面温度而不是表面温度?
罗布·杰弗里斯

4

这个问题已经有了很好的答案,我只想补充一些细节。

http://www.astro.ucla.edu/~wright/BBhistory.html

在这里说,当宇宙直径为10 ^ -33cm时,其温度为10 ^ 32K。因此,那应该是在这个宇宙中可以达到的绝对最高温度,因此恒星的最高温度应该低于该温度。Guillochon所说的非常有趣,中微子会带走10 ^ 12K以上的多余能量。

星星的颜色散发出它的温度。有趣的是,即使我们的恒星的表面温度约为6000 K,包括我们的太阳在内的恒星的电晕也可能超过一百万K。

http://en.wikipedia.org/wiki/Corona

同样,在恒星核中,氢与氦的融合开始于300万K,而碳的融合开始于5亿K以上,而硅的融合开始于27亿K以上。


1
大多无关紧要。
罗布·杰弗里斯

3

最热的恒星-在这里,我认为“恒星”不包括恒星残留物,例如白矮星,中子星和其他奇异的紧凑天体-可能是Wolf-Rayet恒星,这是一类以氢耗竭为特征的热的,缺氢的恒星以及明显的碳,氮和氧管线。大量的I类亚型很可能是前O型高质量主序恒星,具有异常强的恒星风。

Guillochon的答案提到O型星的表面温度通常约为30,000K。许多(如果不是最多的话)Wolf-Rayet星的温度大大超过该温度。最热门的可能是小麦哲伦云中二进制文件AB7AB8的Wolf-Rayet组件。两者都有普通的O型同伴,它们也非常热。但是,Wolf-Rayet组件的最高温度可能分别为105,000 K和141,000 K(维基百科在此处引用Shenar等人(2016))。

现在,这就是问题所在。众所周知,要确定所需的精度很难确定Wolf-Rayet星的温度。为什么?好吧,这在很大程度上是由于它们的恒星风和高质量损失率。大气和风的一部分在光学上很厚,这意味着我们不必观察恒星天体物理学通常所描述的“表面”所在的位置。因此,请记住,列出的温度可能略有下降-尽管Wolf-Rayet恒星仍然明显比普通O型恒星更热。


1

仍在其核心中融合的最热的恒星是沃尔夫-雷耶特(Wolf-Rayet)星,它们位于WC序列的最末端,被适当地归类为WO星,它们表现出突出的氧气发射线。已知最热的恒星是WR 102,其光谱类型为WO2,表面温度为210,000开尔文。

WR 102被认为具有〜16.7太阳质量的质量。由于这是一个高度演化的Wolf-Rayet星,因此该质量的大部分由熔化核组成,在熔化核周围有非常薄的辐射层。作为参考,O型恒星的阈值约为16太阳质量,而熔化核的质量只有其一小部分。这意味着WR 102可能从ZAMS的大约50-60太阳质量开始。

在这一点上,尚不清楚究竟是什么产生了WO恒星,无论是成为WC恒星之后是演化阶段,还是经过一个WN阶段之后是否需要一颗非凡的大质量恒星直接进入WO。目前已知的WO恒星数以个位数表示,因此关于此类恒星仍有很多要学习的知识。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.