简介(沃尔夫—拉叶星的定义 沃尔夫—拉叶星的分布 沃尔夫—拉叶星的发展)

物理分析

年龄分析

简介

【中文词条】沃尔夫－拉叶星

【外文词条】Wolf-Rayet stars【别名】WR星，W星

温度与O和B型星(见恒星光谱分类)相近的一类特殊星﹐因法国学者R.沃尔夫和拉叶于1867年最先发现而得名﹐简称WR星或W星。这类星为数不多﹐截至1971年为止﹐在银河系中共发现127颗。在大麦哲伦云中有 58颗﹐小麦哲伦云中有2颗﹐M33中有25颗。

沃尔夫—拉叶星的定义

简要地说，沃尔夫—拉叶星就是大质量恒星（十几到几十个太阳质量）在氢燃烧阶段将其外壳以超星风形式损失掉而暴露出来的星核。在赫罗图上沃尔夫—拉叶星位于光度上边界以内的区域。在大质量恒星的赫罗图中，存在一个明显的光度上边界，在这个光度上边界以上的区域没有恒星分布，而在光度边界以下的区域才有恒星分布。这个光度上边界在O型星范围为最高，随着恒星有效温度的降低，这个边界值也下降，进入冷巨星区域后这个边界值维持恒定不变。大质量恒星存在一个光度上边界主要是因为它们会以超星风形式损失质量，使得其光度不会越过光度上边界以上，同时质量的减少也延长了大质量恒星在主序上停留的时间，使得其主序带变宽了。

沃尔夫-拉叶星是恒星演化过程中的正常阶段，发射光谱中有强和宽阔的WN系列（显示氦和氮的光谱线系）及WC系列（显示氦、碳和氧的光谱线系）。凭着强劲的光谱线，邻近星系里的沃尔夫-拉叶星都能够被确认出来。

沃尔夫—拉叶星的分布

银河系内大约有150颗沃尔夫-拉叶星，大麦哲伦云拥有大概100颗﹐而小麦哲伦云只有12颗被确认出来。一些（银河系内约占10%）行星状星云的核心恒星都属沃尔夫-拉叶型，虽然它们因抛出气壳而大大减少了质量，但从宽阔的氦、碳和氧的发射光谱线仍然可以辨别出它们是WR型。

沃尔夫—拉叶星的发展

沃尔夫-拉叶星有可能进化至一颗塌缩星（Collapsar）的阶段，此种恒星会直接塌缩成黑洞，吞噬附近的物质。这被认为是长期伽马射线暴的先兆。

物理分析

沃尔夫-拉叶星有强连续谱和强而宽的中性氦﹑电离氦及各次电离碳﹑氮﹑氧的发射线﹐氢发射线很弱﹐有些发射线的紫端有吸收摺４臃⑸湎叩穆掷?涂矶醛o可知有物质以每秒 1﹐000～2﹐000公里的速度不断从星体流出﹐有时甚至高达每秒3﹐500公里﹐并在星体周围形成运动著的延伸包层(见恒星大气)。在可见光波段﹐大多数WR型光谱可分为氮序和碳序。氮序光谱中电离氮线占优势﹐记为WN﹔碳序光谱以电离碳和氧线为主﹐记为WC﹔但两序均有强的氦线。有些星兼有氮和碳线﹐记为WN-C。在大气外进行的紫外观测也发现﹐原来被划入WC序的船帆座γ星﹐却具有WN序所特有的三次电离?那孔贤夥⑸湎摺Ｕ庑┒急砻鱓N序和WC序的划分是不严格的。看来﹐这两序光谱的差别﹐不完全是由于C﹑N﹑O的含量不同﹐而和恒星大气中的物理条件有关。沃尔夫·拉叶星的分类根据不同谱线特征可分为两类：以电离氮线为主的氮序（记为Wn）；以电离碳和氧谱线为主的碳序（记为Wc）。该星中央是一个高温的核，常以每秒1000—2000公里的速度不断地向外抛射桌物质，在恒星周围形成一巨大的气壳。因恒星大量物质的损失，其寿命较短，约为10万—100万年，因此是年轻的不稳定星。一些沃尔夫—拉叶星是近距双星的子星，伴星是炽热的巨星。天鹅座V444是著名的沃尔夫—拉叶星，主星为10个太阳质量，伴星为28个太阳质量的O型星。

年龄分析

很多WR星与O﹑B型星成协﹐这说明WR星是年轻的恒星。另外﹐由谱线强度的测量求得﹐WR星大气中氦－氢含量比超过正常星的几十倍﹐说明大部分氢已转变成氦﹐因此WR星看来已经历了氢燃烧阶段﹐进入了恒星演化的晚期。这一结论与WR星是年轻星的结论并不矛盾﹐因为从若干包含WR星的双星的研究得知﹐WR星的质量约为10个太阳质量。考虑到质量损失﹐这种星的初始质量应在20个太阳质量以上。这种大质量星演化很快﹐质量损失很大，每年丧失质量约为0.00001个太阳的质量。其寿命较短，大约在几十万年到几百万年，是年老的不稳定恒星。但绝对年龄还是年轻的。