Звезда спектрального класса F

Спектр звезды класса F5V

Звёзды спектрального класса F имеют температуры поверхности от 6000 до 7400 K и жёлто-белый цвет. В спектрах этих звёзд сильны линии различных металлов, в том числе кальция, которые становятся сильнее к поздним подклассам, а также линии водорода, которые к поздним подклассам ослабевают. С физической точки зрения класс F довольно разнороден и включает в себя различные звёзды населения I и населения II.

Характеристики

К спектральному классу F относятся звёзды с температурами 6000—7400 K. Цвет звёзд этого класса — жёлто-белый, показатели цвета B−V составляют около 0,4m[1][2][3].

В спектрах этих звёзд видны линии ионизованных и нейтральных металлов, таких как Ca II, Fe I, Fe II, Cr II, Ti II[комм. 1], а также линии водорода[4][5][6]. В более поздних подклассах[комм. 2] могут наблюдаться и линии молекул, например, CH[7].

Подклассы

К более поздним подклассам спектр поглощения металлов, в частности кальция, становится сильнее, а линии водорода — слабее. Подкласс можно оценивать по фраунгоферовой линии K иона Ca II, хотя в классах позднее F3 она усиливается незначительно с понижением температуры и не позволяет точно определять подкласс. Чаще всего температуру и подкласс звезды оценивают по интенсивности линий водорода, поскольку интенсивность этих линий не зависит ни от химического состава звезды, ни от её класса светимости. Кроме того, в поздних подклассах могут использовать соотношение интенсивностей линий металлов и водорода: например, Fe l λ4046[комм. 3] к бальмеровской линии Hδ или Ca l λ4226 к Hγ. Другой используемый критерий ― интенсивность линий молекулы CH, которые появляются в подклассах F3―F4 и усиливаются к более поздним[8].

Классы светимости

Абсолютные звёздные величины звёзд главной последовательности класса F5 составляют 3,4m, у гигантов того же класса ― 0,7m, у сверхгигантов ― ярче −4,4m (см. ниже[⇨])[9].

Методы спектроскопии позволяют различать классы светимости по линиям различных металлов. Например, различные линии Fe II и Ti II более сильны в более ярких классах светимости, но в подклассе F8 и позднее эти линии уже практически исчезают. Линии Sr II, напротив, практически незаметны в подклассе F2 и ранее, зато позволяют различать классы светимости поздних подклассов F[10].

В ультрафиолетовой области спектра классы светимости различаются не только интенсивностью линий некоторых металлов, но и распределением энергии в спектре в целом, например, длиной волны, на которой поток оказывается нулевым. В инфракрасной области водородные линии серии Пашена и некоторые линии кислорода усиливаются с ростом светимости, но в поздних подклассах эти эффекты оказывается менее выраженными, и заметные эффекты светимости остаются в основном у линий Ca II[11].

Дополнительные обозначения и особенности

Среди звёзд класса F встречаются химически пекулярные, однако их значительно меньше, чем, например, в классе A, а в подклассах позже F5 таких практически нет. Это связано с тем, что при температурах звёзд класса F внешние слои уже становятся конвективными, поэтому поверхностные аномалии химического состава перераспределяются по всей атмосфере и перестают быть заметными[7].

Примеры классов химически пекулярных звёзд класса F — это звёзды типа Ро Кормы и звёзды типа Дельты Дельфина, которые, по сути, являются Am-звёздами поздних подклассов — в их спектрах аномально сильны линии многих металлов, но не кальция[12]. Аналогично, Fp-звёзды являются продолжением Ap-звёзд в класс F[13].

Физические характеристики

Спектральный класс F является достаточно разнородным с точки зрения физических параметров звёзд. Например, звёзды главной последовательности класса F имеют массы 1,2—1,6 M⊙, светимости в диапазоне приблизительно 2—6 L⊙ и живут около нескольких миллиардов лет[14]. Такие звёзды могут относиться как к населению I, так и к более старому и бедному металлами населению II: на точке поворота главной последовательности для популяций толстого диска и галактического гало звёзды более ранних классов не встречаются[7]. В первом случае они могут быть переменными типа Дельты Щита[15], во втором — переменными типа SX Феникса[16]. Звёзды главной последовательности поздних подклассов F обычно включаются в программы поиска внеземных цивилизаций SETI[13].

Гиганты и сверхгиганты класса F также могут относиться к обоим звёздным населениям. Так, например, некоторые звёзды горизонтальной ветви, в частности, некоторые переменные типа RR Лиры — звёзды-гиганты класса F, относящиеся к населению II[17].

Большая часть сверхгигантов класса F — молодые, массивные звёзды населения I, которые успели проэволюционировать, но есть сверхгиганты населения II, на что указывает их высокая галактическая широта и недостаток тяжёлых элементов. Например, некоторые из них — маломассивные звёзды, которые сошли с асимптотической ветви гигантов. Сверхгиганты класса F также могут проявлять переменность как цефеиды[18][19].

Звёзды класса F составляют 2,9 % от общего числа звёзд Млечного Пути[20], но вследствие относительно высокой яркости их доля среди наблюдаемых звёзд больше. Например, в каталоге Генри Дрейпера, включающем в себя звёзды с видимой звёздной величиной до 8,5m, около 19 % звёзд относятся к классу F[21][22].

Параметры звёзд спектрального класса F разных подклассов и классов светимости[9]
Спектральный класс Абсолютная звёздная величина, m Температура, K
V III I V III I
F0 2,6 0,6 −4,7…−8,5 7250 7350 7200
F1 2,8 0,6 −4,7…−8,5 7120 7200 7050
F2 3,0 0,6 −4,6…−8,4 7000 7050 6960
F3 3,1 0,6 −4,6…−8,3 6750 6840 6770
F4 3,3 0,7 −4,6…−8,3
F5 3,4 0,7 −4,4…−8,2 6550 6630 6570
F6 3,7 0,7 −4,4…−8,1
F7 3,8 0,6 −4,4…−8,1 6250 6330 6280
F8 4,0 0,6 −4,3…−8,0 6170 6220 6180
F9 4,2 0,6 −4,2…−8,0 6010 6020 5980

Примеры

Примером звезды главной последовательности класса F может служить Процион (F5IV-V)[23], гиганта — Ипсилон Пегаса (F8III)[24], к сверхгигантам класса F относятся Арнеб (F0Ia)[25] и Везен (F8Ia)[26].

Из всех звёзд класса F ближе всех к Земле располагается Процион, удалённый на 3,5 парсека (11,4 световых года). Он же является и самой яркой звездой класса F с видимой звёздной величиной 0,38m. Более яркий Канопус имеет спектральный класс A9, хотя иногда ошибочно относится к классу F0[21][27][28].

Некоторые звёзды класса F, используемые как стандарты[29]
Спектральный класс Класс светимости
V III I
F0 HD 23585 Дзета Льва Арнеб
F2 78 Большой Медведицы Каф Ню Орла
F3 HR 1279
F5 HD 27524 60 Большой Медведицы Мирфак
F6 Пи³ Ориона HR 6577
F8 HD 27808 HR 8905 Везен
F9 HR 506

Примечания

Комментарии

  1. ↑ Римская цифра после обозначения элемента означает его степень ионизации. I — нейтральный атом, II — однократно ионизованный элемент, III — дважды ионизованный, и так далее.
  2. ↑ Более ранние и более поздние подклассы включают в себя звёзды, соответственно, более высокой и более низкой температуры. Чем больше число, обозначающее подкласс, тем он позднее.
  3. ↑ В подобной записи после λ идёт длина волны исследуемой линии в ангстремах.

Источники

  1. ↑ Stellar classification (англ.). Encyclopedia Britannica. Дата обращения: 12 июля 2021. Архивировано 3 мая 2021 года.
  2. ↑ Кононович, Мороз, 2004, с. 373.
  3. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 567—569.
  4. ↑ Darling D. Spectral type  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 14 апреля 2021. Архивировано 15 апреля 2021 года.
  5. ↑ Karttunen et al., 2007, p. 210.
  6. ↑ Кононович, Мороз, 2004, с. 369—373.
  7. ↑ 1 2 3 Gray, Corbally, 2009, p. 221.
  8. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 168, 221—223.
  9. ↑ 1 2 Gray, Corbally, 2009, pp. 565—568.
  10. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 223—227.
  11. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 227—236.
  12. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 244—247.
  13. ↑ 1 2 Darling D. F star  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 9 июня 2020 года.
  14. ↑ Сурдин, 2015, с. 151.
  15. ↑ Darling D. Delta Scuti star  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 14 июля 2021 года.
  16. ↑ Darling D. SX Phoenicis star  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 15 августа 2019 года.
  17. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 249—253.
  18. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 253—255.
  19. ↑ Darling D. Cepheid variable  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 20 декабря 2019 года.
  20. ↑ Darling D. Numbers of stars  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 9 июня 2021 года.
  21. ↑ 1 2 Zombeck M. V. Handbook of Space Astronomy and Astrophysics  (неопр.) 45—50, 78. Cambridge University Press. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 29 декабря 2010 года.
  22. ↑ Karttunen et al., 2007, p. 216.
  23. ↑ Procyon  (неопр.). SIMBAD. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 14 октября 2013 года.
  24. ↑ Upsilon Pegasi  (неопр.). SIMBAD. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 21 апреля 2021 года.
  25. ↑ Arneb  (неопр.). SIMBAD. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 19 апреля 2021 года.
  26. ↑ Wezen  (неопр.). SIMBAD. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 20 апреля 2021 года.
  27. ↑ Darling D. Procyon  (неопр.). Internet Encyclopedia of Science. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 18 апреля 2021 года.
  28. ↑ Canopus  (неопр.). SIMBAD. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 14 июля 2014 года.
  29. ↑ Gray, Corbally, 2009, pp. 556—562.

Литература

  • Кононович Э. В., Мороз В. И. Общий курс астрономии. — 2-е, исправленное. — М.: УРСС, 2004. — 544 с. — ISBN 5-354-00866-2.
  • Сурдин В. Г. Астрономия: век XXI. — 3-е изд. — Фрязино: Век 2, 2015. — 608 с. — ISBN 978-5-85099-193-7.
  • Gray R. O., Corbally C. J. Stellar spectral classification. — Princeton; Woodstock: Princeton University Press, 2009. — 592 p. — ISBN 978-0-691-12510-7.
  • Karttunen H., Kroger P., Oja H., Poutanen M., Donner K. J. Fundamental Astronomy. — 5th Edition. — Berlin; Heidelberg; N. Y.: Springer, 2007. — 510 p. — ISBN 978-3-540-34143-7.
Перейти к шаблону «Спектральная классификация звёзд»
Основные спектральные классы
Дополнительные спектральные классы
Классы светимости