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星风

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星风(stellar wind)

一种从恒星不断向外运动的物质流。星风现象是恒星在演化中逐渐损失质量的过程。星风的概念是从太阳风的启示得来的。目前,太阳风已有直接的观测证据;关于星风的存在也从恒星光谱中发现了间接证据。例如,在所有的 M型巨星和超巨星中,强的吸收线都分成两条谱线,一条宽而浅,另一条锐而深。按照恒星谱线形成的理论,宽而浅的吸收线形成于光球之中,锐而深的吸收线则形成于光球之外的所谓星周物质即包层中。

星风

锐而深的星周吸收线相对于光球宽线有一个紫移,相应的速度为10公里/秒,说明包层正以此速度向外扩张。若包层中存在类似于对太阳风加速的机制,或者锐吸收线形成的包层位于远离恒星光球的地方,就可把它解释为星风。事实上,在双星武仙座α的目视伴星的光谱中,也可看到锐的星周吸收线;从谱线位移求得星周包层的运动速度达到10公里/秒。

这就表明,在距离武仙座α主星至少 700个天文单位的地方仍存在着吸收物质;且物质的外流速度大于该处的逃逸速度 (1~2公里/秒)。在其他的分光双星中,也观测到类似这样的现象。此外,在O、B型超巨星(见恒星光谱分类)的光谱中,普遍存在所谓的天鹅座P型星的谱线轮廓,即发射线旁边出现紫移的吸收线。在1000~2000之间的紫外光谱中,从吸收分线的位移可知视向速度为1,400公里/秒,甚至达3,000公里/秒。上述观测资料表明,这些星正在抛出热的气壳,以每秒上千公里的速度向外膨胀。这种现象可认为是存在星风的间接观测证据。

对星风的起源和物理过程目前尚未完全了解。一般认为,在O、B型星中,快速自转和辐射压对星风的形成起着重要作用。至于冷巨星星风的起源,目前存在两种理论。一种理论认为,星风类似于太阳风,是由于某种波(例如声波等)的能量不断输送给色球-星冕而形成的。另一种理论认为,星风是由于接近恒星光球处的尘埃受恒星本身辐射压驱动而形成的。

可能存在尘埃的地方是:

①恒星光球、色球与星冕之间温度极低的区域;

②星周包层中距恒星某个距离处,由于下面物质的膨胀以及辐射的损失而使物质足够冷却,达到在适当压力下气态-固态相变的温度范围。星风起源理论还存在很多问题。事实上,甚至太阳风的起源问题也仍然是太阳物理中最困难的问题之一。

有的恒星因星风而损失的质量是很小的,例如太阳的质量损失率是每年2×10-14太阳质量,不足以影响恒星内部结构和演化进程。然而,星风会不断地带走恒星的自转角动量,从而对自转起着制动的作用。星风对恒星演化的影响仍在研究中。

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