恒星的光谱不能告诉我们什么（恒星的颜色可以告诉我们什么信息）

根据哈勃的说法，通过观察恒星的颜色我们可以知道恒星是在远离还是靠近我们，也可以知道它们运动的加速度。我最近读到的一篇文章里说，恒星的颜色还能表明它是一颗年轻的星球还是一颗古老的星球。请问这个说法是真的吗？

图解 : 在天文学，恒星分类是将恒星依照光球的温度分门别类，伴随着的是光谱特性、以及随后衍生的各种性质。根据维恩定律可以用波长来测量物体表面的温度，但对距离遥远的恒星是非常困难的。恒星光谱学提供了解决的方法，可以根据光谱的吸收谱线来分类：因为在一定的温度范围内，只有特定的谱线会被吸收，所以检视光谱中被吸收的谱线，就可以确定恒星的温度。早期（19世纪末）恒星的光谱由A至P分为16种，是目前使用的光谱的起源。

图解：赫罗图是以恒星的绝对星等或光度相对于光谱类型或有效温度绘制的散布图。更简单的说，它将每颗恒星绘制在一张图表上，可以测量它的温度（颜色）和光度，而它与每颗恒星的位置无关。相关的颜色-星等图（CMD，colour–magnitude diagram）绘制的是恒星的视星等和颜色，通常是针对恒星都在相同距离上的星团绘制。

从某种程度上而言，以上两种说法都是正确的。本质上说，恒星发出的光的颜色与其年龄是有一定关系的。不过我们实际观察到的光的颜色和光相对于地球的移动速度有关。

恒星发出的各种颜色的光具有多种不同波长，而从光发射密度最大的地方发出的光线波长则和恒星的温度有关。恒星温度越高，颜色就越蓝；温度越低，颜色就越红。

光的颜色和恒星的年龄有关，主要体现在以下几个方面。恒星的大部分寿命都处于一个叫做“主星序”的阶段。在此阶段，恒星内部在进行氢的核燃烧，燃烧过程中产生的能量则用来平衡引力的作用。当星球内部的氢燃烧殆尽时，恒星的平衡即被打破，其形状大小和温度都可能发生改变。对于某些恒星而言，尤其是那些从形成起温度就很高的恒星，在“主星序”阶段其温度会下降，因此颜色会变红。这也可以解释，为什么年龄大的恒星比年轻的恒星的颜色要红。

图解：太阳是黄矮星的标准范例。

但是，我们在谈论恒星寿命和它们颜色的关系时，这里所说的恒星仍然处于“主星序”阶段，因为主星序是恒星绝大部分寿命所处的阶段。一般而言，恒星处于主星序时的温度越高（即蓝色越深），表明氢燃烧的速度越快，灭亡的速度也越快。所以，如果你看到一颗处于主星序的蓝色星球，说明这颗恒星还比较年轻，否则它早就已经燃烧殆尽了。不过反过来就不成立了。也就是说，你看到一颗恒星颜色是红的，但并不代表这就是一颗年纪大的恒星！只有在考察一堆恒星的时候，这个判断方法才适用（比如说遥远星系里的所有星球）。如果你看到的恒星全都呈现红色，那便可以推测：在最近一段时间内，该星系并没有新的星球产生，否则的话你应该可以偶尔看到一些年轻的蓝色恒星。既然看不到蓝色恒星，由此就可以辨识出，该星系的恒星一定是年龄较大的。

以上理论都与恒星发出的光颜色有关。但是我们还必须考虑到，光在从恒星上发出来到我们观察到它的过程中可能发生的变化。在这种情况下，一种叫做“多普勒效应”的变化会改变光波的频率。又因为光线的频率与其颜色直接相关，所以光线的颜色也会相应发生改变。这跟火车从你身边飞驰而过时产生的效果很相像。火车的汽笛声的音高在这个过程中是从高到低的。当多普勒效应应用于光波而非声波时，会导致由某种远离我们的物质所发射的光线的红色变深；反之，某种靠近我们的物质所发出的光线颜色就会更蓝。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Dave Rothstein-小米酒-中子星

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