星族
星族是中国的一个科技名词。
为什么汉字是方块字,这个问题虽然没有明确的考证,但从古人观察世界的方式中便可窥见一斑。《淮南子·览冥训[1]》说:“往古之时,四极废,九州裂。天不兼覆,地不周载,火炎炎而不灭,水浩洋而不息,猛兽……于是女娲炼五色石以补苍天,断鳌足以立四极。”在古人心目中,“天圆地方[2]”,地是方形的,而且在这四方形地的尽头,还有撑着的柱子。
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名词解释
星族是银河系中年龄、化学物质组成、空间分布与运动特性较接近的恒星集合,于1927年由布鲁根克特(P. Bruggencate),1944年由美国天文学家沃尔特·巴德区分成现在的三族恒星。
观察银河系内的恒星,可以将她们分为第一星族和第二星族两大类(在理论上还有第三星族,但在银河系内未曾发现)。做为分类标准的是年龄、化学成分、在星系内的位置、和空间速度。
主要的原因是年龄,不同的星族在赫罗图上分布的位置不一样,这就像应用在星团时一样,在星团中,所有的成员被认为有着相同的来源。
通常,区分族群的数字(一、二、三)的增加并不意味着世代交替,只区分彼此间的年龄。
星族的分类是过度简化的,例如,M31和银河系的bulge年龄大概几个Gyr,但是有富金属成员(有一种解释是,bulge的引力很大,把超新星爆发产生的remnant吸进来再产生恒星),又如矮不规则星系和正常大小的星系的外围,都包含年轻的贫金属的在这100Myr内产生的恒星。
年轻的恒星
第一星族星(亦称星族Ⅰ星)包含相当数量比氦重的元素(天文学中通称为“金属”)。这些重元素的来源是上一代恒星经由超新星爆炸,或来自行星状星云物质扩散的过程散布出来的。我们的太阳是属于第一星族的恒星,通常都散布在银河系旋臂中。
第一星族或是富金属星是年轻的恒星,金属量最高。地球的太阳是富金属的例子,它们通常都在银河的螺旋臂内。
一般而言,最年轻的恒星,越极端的第一星族星被发现的位置越在最周边,依此类推,太阳被认为位居第一星族星的中间。第一星族星有规则的绕着银心的椭圆轨道和低的相对速度。高金属量的第一星族星使它们比另外两种星族更适于产生行星系统,而行星,特别是类地行星是由富含金属的吸积盘形成的。 在第一星族和第二星族之间有中间的星盘星族。
年长的恒星
第二星族星(亦称星族Ⅱ星)的恒星在大爆炸之后形成,迄今仍活动的恒星,因此只含有少量的金属(因恒星演化积累的重元素)。由此导致的结果是,他们缺乏构成行星的元素,也就少有行星在周围环绕。第二星族的恒星都在球状星团和银河系银晕中,像是CS22892-052、CS31082-001、HE0107-5240、HE1327-2326等等)。
第二星族星的年龄比第一星族星大了许多,但是却被分配了关系相反的数字来区分,这是历史上遗留下来的原因,因为在第一次对恒星做巡天的探测时,那时并不明了某一类恒星的金属含量会比另一类恒星多的原因。
第二星族或贫金属星只有相对是少量的金属。理想的相对的少量必须是除了氢和氦之外,所有的元素都远低于富金属天体中的相对数量,即使在大爆炸之后的137亿年,金属成分在宇宙整体化学元素中的百分比仍然是微量的。然而,贫金属天体依然是比较原始的,这些天体是在宇宙较早的时间里就形成的。它们通常出现在接近星系中心的核球,中间的第二星族星;还有星系晕的星晕第二星族星,是更老的恒星,也更缺乏金属。球状星团也包含大量的第二星族星。一般也相信第二星族星创造了 周期表中,除了不稳定的,所有其它的元素。
科学家已经使用几种不同的探测方法,包括Timothy C. Beers 等人的HK物镜棱镜探测和Norbert Christlieb等人的汉堡-ESO的观测,瞄准了一些最老的恒星,和亮度微弱的原始的类星体。至今,它们已经仔细的观察了大约十个金属量非常贫乏的恒星,像是CS22892-052、CS31082-001、BD +17° 3248、而已知最老的恒星是HE0107-5240、HE1327-2326、HE1523-0901。
最老的恒星
假想的第三类恒星是第三星族星(亦称星族Ⅲ星),迄今仍未被发现。推测它们诞生于大爆炸后不久,是不含金属的恒星,存在于类星体和再游离的时期。虽有其理论依据,却没有足以证明其存在的间接证据。推测它们是非常巨大、高热和短命的,质量可能数百倍于太阳,甚至有可能高于数千倍太阳质量
第三星族星或是无金属星是假设中的星族,是在早期宇宙中应该形成的极端重和热,并且不含金属的恒星。它们未曾被直接观测到,但是经由宇宙中非常遥远的重力透镜星系找到间接的证据。它们也被认为是暗弱蓝星系的成员。它们的存在是基于大爆炸不可能创造重元素,而在观测到的类星体发射光谱,特别是暗弱蓝星系中重元素又确实存在的事实。它也被认为是这些恒星触发了再游离周期。
参考文献
- ↑ 经典古文100篇(34) 淮南子·览冥训,搜狐,2019-04-15
- ↑ “天圆地方”的汉字不是你想的那么简单,搜狐,2019-03-16