周坚2012037-梅西耶天体之M3(球状星团)的数理分析.doc

梅西耶天体之M3（球状星团）的数理分析图文/周坚/2012年5月15日原文来自：国科网解析宇宙学创始人周坚的博客/?zhzhjjjj宇宙就是这样，当你单纯的去观测它的时候，一切猜想皆有可能，而当你掌握数理分析方法再去研究它的时候，那一切猜想皆不存在。目前，我们对梅西耶天体的观测是比较详细的，就梅西耶3号天体（M3，球状星团）来说，在SEDS Messier Database网站（中国镜像）已有详细的介绍，当我们将这些已知的观测数据绘制到解析宇宙学给出的周坚图中你知道会出现什么结果吗？这幅编号为周坚2012037的数理分析星图，取名为梅西耶天体之M3（球状星团）的数理分析星图，它就将这种情况以数理分析星图的形式展示在我们面前，它不仅告诉我们这个球状星团M3存在现状的观测特征，而且还告诉我们这个球状星团M3在演化进程中各个演化阶段所对应的观测特征，甚至还告诉我们它的一颗前景恒星存在现状的观测特征。这幅编号为周坚2012037的数理分析星图告诉我们，这个球状星团M3在33.9千光年距离位置上的观测特征如下：视星等：6.2等（实际观测结果，SEDS Messier Database Chinese Mirror）绝对星等：-8.884等周坚红移：0.000 002 462多普勒红移：-0.000 473 462退行视向速度：-141.902km/s（负值说明是朝向我们运动）红移：-0.000471（实际观测结果，SIMBAD数据库）当我们将球状星团M3的水平分支上恒星的视亮度（15.7等）绘制到星图中（星图上方水平红色虚线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是0.616等，说明绝对亮度暗于0.616等的所有恒星都是处在主序星的自身演化阶段（处在星图上方水平红色虚线的上方），它们包括A型、F型、G型、K型和M型光谱型的主序星，而亮于0.616等的所有恒星都是处在脱离主序星的自身演化阶段（处在星图上方水平红色虚线的下方），几乎都是B型主序星演化到脱离主序星的自身演化阶段（恒星自身演化过程在赫罗图上具体反映）。当我们将球状星团M3中最亮的恒星（视亮度为12.7等）绘制到星图中（星图下方水平红色虚线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是-2.384等，说明在球状星团中不存在绝对亮度亮于-2.384等的大质量恒星，也就是说其中不存在光谱型为O型的恒星，就连B1型和B2型的主序星也不存在。当我们将球状星团M3的整体光谱型（F2到F7，不同的研究给出不同的结果）标注在星图中（星图右上方的黑色五角星“”所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是3.020等到3.680等，说明在该球状星团中存在的亮星绝大部分都是光谱型为F2到F7的主序星，它们在相同的宇宙环境中诞生，在同样的宇宙环境中成长壮大，如今又同时处在恒星的自身演化阶段，构成団状宇宙奇景的球状星团。这里值得提醒我们注意的是，这些F型光谱型的主序星不是直接演化到这种光谱型的，而是在从原恒星诞生时候的M型光谱型主序星不断俘获星云物质成长壮大，经历了K型、G型光谱型主序星的原恒星成长壮大过程才演化到F型光谱型主序星的，而由于演化到F型光谱型主序星后，它们周围的星云等星际尘埃已经全部被俘获（注意：这个俘获过程是相当复杂的），原恒星成长壮大的宇宙孕育环境不复存在，从而在原恒星成长壮大到F型光谱型主序星后就停止成长壮大成为一群名副其实的主序星，并进入它们的自身演化阶段，这就是现阶段的演化进程。当然了，这里仍然值得提醒我们注意的是，这里还有特殊情况出现，比如在浓浓的星云中爆发的超新星，有数量有限的大块头超新星残骸，它们在俘获星云成长壮大的过程中俘获的星云等星际尘埃相对多一些，致使它们现在已经演化到A型光谱型以及B型光谱型的主序星了，但无论如何也不可能成长壮大为O型光谱型的主序星，这是受到当地宇宙环境条件的限制，主要是孕育它们成长壮大的星云等星际尘埃已经全部消失，致使它们没有条件演化到O型光谱型的主序星，星图中标注的我们所观测到的最明亮恒星只有12.7等，它对应的光谱型主序星是B型主序星就是最好的证明。当我们将球状星团M3的整体视亮度（6.2等）绘制到星图中（星图下方水平黑色实线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是-8.871等，说明这个由数十万计恒星聚集在一起的恒星集团球状星团，它的亮度是这些所有恒星亮度的累加结果。当我们将球状星团M3在半径8角分以内观测到亮于22.5等的恒星有44 500颗的观测结果绘制在星图中（星图上方水平黑色实线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是7.416等，说明它们的绝对亮度都是亮于7.416等的恒星。当我们将已经观测到在球状星团M3中有25颗最亮恒星的平均视亮度（14.23等）绘制在星图中（星图中的水平红色实线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是-0.854等，这是这25颗最亮恒星的平均绝对视亮度，而最亮恒星的绝对星等值是-2.384等（星图下方水平红色虚线对应的绝对星等值所示），它比平均绝对视亮度要亮1.53等。在影像右上角1点30分的位置上，我们还观测到一颗光谱类型为K3V的视亮度为9.8等的主序星。当我们将这颗主序星的观测结果绘制在星图中（星图中的黑色观测色虚线所示）就会发现，就会发现它对应的绝对星等值是6.8等，对应的距离是130光年，与球状星团M3的33 900光年进行比较，它是十足的前景恒星，前景恒星！前景恒星！哈哈！我们发现这颗编号为TYC 2004-1683-1的恒星是距离我们130光年外的绝对亮度为6.8等的主序星！主序星！最后的精彩，当我们将目光转向右上角的时候，看！球状星团演化自循环圈的球状星团演化自循环示意图就在我们眼前，它告诉我们这个球状星团M3的前世今生，从中一目了然地看到球状星团M3是从星际尘埃中演化而来的，它经过了一系列的复杂演化过程，从星际尘埃演化到星云，从星云的塌缩导致原恒星的诞生，之后在星云的孕育之下成长壮大，最终成长壮大到最亮的O型主序星而停止，并在浓浓的星云中爆发为超新星，由于星云浓度太高而使超新星爆发后的残骸物向四面八方飞溅，直接穿入浓浓的星云中成为俘获星云的核，致使形成无数的子星云，无数的子星云在壮大直至再塌缩催生一群新的原恒星同时诞生、成长和壮大，最终将所有的星云等星际尘埃全部俘获干净，至此，这群原恒星失去了继续成长壮大的宇宙孕育环境而成为了名副其实的一群抱团的恒星球状星团，这就是这个编号为M3球状星团从星际尘埃演化到球状星团的现状，最终，它的各自恒星进入各自的恒星演化自循环规律中去继续进行它们各自的演化进程，演化的最终结果仍然是回到星际尘埃中去成为孕育新