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F型主序星

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F型主序星
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F型主序星(F V),通常也稱為黃白矮星,是光譜類型為F,光度分類為V的主序星(燃燒)的恆星。F型主序星在恆星中的佔比為約3.03%[1]。這一類恆星的質量是太陽的1.1—1.7倍,表面溫度在6,000—7,600K之間[2],表VII和VIII.。這個溫度範圍使F型恆星呈現出黃白色的色調,因而得名。著名的近地恆星案例包括梗河二南河三A御女四輦道五參旗六鱉七A和B、HD 10647東上相(室女座γ)A和B等[3]

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宜居性

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F型恆星周圍的碎片盤

目前的一些研究表明,生命(這裏主要只分析傳統意義上的碳基生物)亦可能在圍繞F型恆星運行的行星上發展。[4]一顆相對較熱的F0V、F1V恆星的宜居帶會從大約2.0個天文單位延伸到3.7個天文單位;而對於一顆相對較低溫的F8V、F9V恆星,宜居帶則位於約1.1至2.2個天文單位之間。

F型主序星的壽命在許多中文資料中被描述為20億年至40億年,並不準確,不符合基本的數學計算。按照恆星壽命反比於質量的2.5次方來計算,F型主序星(1.1倍至1.7倍太陽質量)所對應的基礎壽命在約25億年至約80億年左右(遊戲戴森球計劃中則將F型主序星的壽命描述為通常是30億年至80億年[5],但遊戲僅能提供參考),有些天文研究資料例如astro.vaporia.com將F型主序星的壽命計算為40億年至90億年[6](可能高估平均值,可能僅適用於一些金屬豐度偏高的恆星)。除質量所對應的基礎壽命以外,恆星的金屬豐度高(提高恆星外層的不透明度而降低核聚變速率,同等質量下光譜和亮度均偏暗,在F型恆星及其附近延壽最為明顯,小質量恆星本來就節省燃料因此僅輕微比例延壽,大質量恆星可能反而減壽但仍具有兩面性)和恆星自轉速度快(將更多氫集中在核心燃燒從而提高核燃料利用率,對B型-A型恆星的效果較明顯,對F型恆星開始有少量效果,小質量恆星則影響輕微)也可以延長壽命、反之則縮短壽命;部分金屬豐度較低的早F型主序星的壽命僅20億年左右,光譜靠近F/G邊界(F7V至G0V)、自轉偏快且金屬豐度數倍於太陽的恆星甚至可能壽命略長於太陽(>110億年)。[7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]

不同於G型恆星,在此處假設生命形式所要面對的主要難題是更強烈的光線輻射和平均更短的恆星壽命;F型恆星的電磁輻射能量峰值波段比G型恆星更短,紫外輻射遠超G型恆星;因此從長遠來看,這會對DNA分子產生深遠的負面影響,從而阻礙生命的延續。但是紫外輻射具有兩面性,適度的紫外輻射反而會比G型主序星K型主序星的過輕的紫外線輻射更有利於快速驅動複雜有機物和生命的產生與演化[17],且其恆星風耀斑活動對宜居帶星球的破壞也都程度較輕(好於O、B、G、K、M型主序星,僅次於非磁性的晚A型主序星[18][19][20][21][22][23][24])。如果處於其宜居帶的行星或衛星恰好擁有一層稠密的大氣和臭氧圈,那麼理論上生命可以在星球表面得到發展,只是生存空間可能會相對局限於水下或者陸地洞穴中。[4]此外,部分F型主序星和部分晚A型主序星的高速自轉導致重力昏暗,也可以減輕宜居帶星球尤其是低緯度地區的紫外輻射的壓力,使其更加適合陸地生物居住[25]

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參見

參考資料

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