宇宙学 · 恒星与黑洞 · 太阳系
17路(17LUBBS) · 看见更远的宇宙

恒星都是正球形的吗?

判定:表述不准确

一句话:不都是。慢速自转的恒星接近球体,但快速自转的会明显变扁。织女星自转周期约 12.5 小时,赤道半径比极半径大约 15%,赤道表面的有效温度比两极低约 2000 K。这类「重力昏暗」已经被干涉测量直接成像。

这个说法是怎么来的

示意图永远画成圆,而圆在视觉上等于「球」。

扁率由自转与引力之争决定

自转产生离心效应,赤道处的有效重力被削弱,物质分布随之调整,赤道鼓出、两极压扁。自转越接近临界速度(表面离心力等于引力),扁率越大。织女星的自转速度约为临界值的 90%,所以形状偏离球形很明显。

怎么测出来

光学干涉测量可以把恒星圆面分辨到毫角秒级。CHARA 阵列和 VLTI 都做过这类观测:测出不同波段的亮度分布,再拟合出温度随纬度的变化。织女星、牛郎星、心宿二都有这样的实测轮廓。

几颗恒星的扁率
恒星自转周期赤道与极半径之比
太阳约 25 天1.000009(几乎正球)
织女星约 12.5 小时约 1.15
牛郎星约 9 小时约 1.14

什么时候这个说法「有点道理」

太阳的扁率只有约 9×10⁻⁶,实际观测中完全可以忽略。所以「恒星是球」这个近似对大多数恒星够用,只在快速自转的早型星上失效。

依据

常见问题

扁了会影响什么?

会改变表面温度和重力分布,进而影响光谱线的形状。分析快速自转星的丰度时,必须做重力昏暗校正,否则会把赤道的低温误读成丰度异常。

中子星也会扁吗?

会,而且更极端。毫秒脉冲星的自转接近临界,扁率可达百分之几。这个形变会产生连续引力波,是当前引力波探测的目标之一。

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