沃尔夫－拉叶星

天体类型

沃尔夫-拉叶星（WR型星）是大质量恒星（大于25个太阳质量）在演化晚期以每秒几千公里的超高星风将其外层气壳（氢包层）抛出而裸露出的星核，其光谱几乎全部由发射线组成（普通恒星则为吸收线）。它是大质量恒星晚年之后的一种正常阶段。

简介

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

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

沃尔夫一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，有些发射线的紫端彳r吸收线。从发射线的轮廓和宽度，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着的延伸包层(见恒星大气)，恒星风导致的质量损失率在10^-5倍至10^-4倍太阳质量/年不等，绝对星等-4等左右。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WCI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72星，却具有WN序所特有的三次电离氮的强紫外发射线。这些都表明WN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。很多WR星与0、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星大气中氦一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l建星演化很快，因此，它们虽然已度过大半生，但绝对年龄还是年轻的。

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。

观测记录

发现的沃尔夫-拉叶星50%以上为双星系统，如天鹰座WR120，2023年3月，美国国家航空航天局(NASA)发布了由韦伯太空望远镜拍摄到的沃尔夫-拉叶星(Wolf-Rayet)124。

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