恒星在主序星阶段为什么呈现出不同的颜色,有的是橙色,有的是蓝色...这是为什么?

Question

恒星在主序星阶段为什么呈现出不同的颜色,有的是橙色,有的是蓝色...这是为什么?

Answer 1

对于恒星的颜色,不论质量大小和演化阶段,恒星的颜色只与表面温度有关.

这是赫罗图.横坐标代表恒星的温度和颜色,纵坐标代表恒星的光度（发光能力）,也是它的真实亮度.
在主序星阶段,恒星的亮度、温度和颜色变化不大,亮度基本由它的质量决定.恒星质量小,核聚变反应的强度相对较低,对外输出能量少,则直径小,发光面积小,亮度就低.恒星质量大,核聚变反应的强度相对较高,对外输出能量多,则直径大,发光面积大,亮度相应就高.这是在主序星阶段的亮度与质量的关系.
但是,一旦恒星脱离主序星阶段,亮度、颜色与质量的关系就变了.
我们都有这样的经验：把一根铁棍加热,随着温度的升高,铁棍先是变成暗红色,再变红,再变成橙色、黄色、黄白色、白色,如果忽略铁是否固态、液态等等,如果继续加热,它还会变成蓝白色、蓝色.这说明,物体温度升高时,就会向外发出辐射.温度越高,辐射的波长越短,频率越高.
恒星也是一样的.恒星质量大时,对外输出能量多,表面温度高,恒星的颜色也就越趋向于白色、蓝色；恒星质量小时,对外输出能量少,表面温度相对较低,恒星的颜色也就越趋向于橙色、黄色,甚至红色.我们的太阳是一颗处于主序星阶段的小质量恒星,它的表面温度约为5700度,相应地,发出橙黄色的光.参宿七的表面温度12000K,是一颗蓝白色星；天狼星的表面温度约为10000K,织女星的表面温度为9700K,都是白色星；心宿二的表面温度为3650K,参宿四的表面温度约3500K,温度比太阳低得多,是红巨星,发出红色光.恒星演化至白矮星时,表面温度成为白矮星的温度,而它的温度通常是超过1万度的,于是,白矮星发出白色光.
超新星爆发后,在残留的星云中央,通常会留下一颗中子星,中子星的直径只有几十公里,太小,不管温度多高,在可见光波段也看不到.但它会发出不可见的高频射线,可以被探测到.
恒星的质量、亮度、温度、颜色之间的关系,大体就是这样.
总之,对于主序星,质量决定大小,大小决定亮度.质量决定温度,温度决定颜色.