太阳这类的G型主序星的质量通常介于0.9倍~1.1倍太阳质量之间,比G型主序星更大的恒星就是F型主序星,也被命名为黄白矮星(注意不要和白矮星相混淆),这些恒星的质量大约是太阳的1.1~1.6倍。它们的表面温度大约是6000~7000K,从大气层中观测的时候,这个温度会使得F型主序星呈现出发白发黄的色调,又因为它们的质量属于矮星,所以才被命名为黄白矮星。银河系中F型主序星的比例大约为3.03%。
光谱型 | 质量(倍太阳质量) | 半径(倍太阳半径) | 光度(倍太阳光度) | 有效温度(K) | 颜色指数 |
F0V | 1.61 | 1.728 | 7.24 | 7,220 | 0.3 |
F1V | 1.5 | 1.679 | 6.17 | 7,020 | 0.33 |
F2V | 1.46 | 1.622 | 5.13 | 6,820 | 0.37 |
F3V | 1.44 | 1.578 | 4.68 | 6,750 | 0.39 |
F4V | 1.38 | 1.533 | 4.17 | 6,670 | 0.41 |
F5V | 1.33 | 1.473 | 3.63 | 6,550 | 0.44 |
F6V | 1.25 | 1.359 | 2.69 | 6,350 | 0.49 |
F7V | 1.21 | 1.324 | 2.45 | 6,280 | 0.5 |
F8V | 1.18 | 1.221 | 1.95 | 6,180 | 0.53 |
F9V | 1.13 | 1.167 | 1.66 | 6,050 | 0.56 |
F型主序星的生命周期
整体而言,F型星的生命周期和G型主序星类似,它们都是通过氢聚变来供应能量,一旦氢燃料耗尽,最后它们会变成一个融合氦聚变的红巨星,但是和G型星在后期终止于氦聚变,然后变成行星状星云,最终变成白矮星不同的是,F型星在氦聚变结束以后,还会开启碳聚变反应。这也是F型星和G型星最大的不同,多了一个碳聚变的过程。
而当F型星核心的氦元素也都消耗掉的时候,就会脱离外壳,形成行星状星云,并在星云的中心留下一颗白矮星。
因为F型星的质量比G型星更大,所以它的寿命也更短,大约只有20~40亿年。
F型主序星的宜居性
科学家认为F型主序星周围的系外行星也是可能存在生命的。根据科学家的计算,一颗较热的F0V恒星的宜居带范围大约是2个天文单位到3.7个天文单位之间,而对于较冷的F8V恒星来说,宜居带的范围介于1.1~2.2个天文单位之间。
但是这种宜居带只是理论上的,因为F型主序星的光线比太阳更强,特别是紫外线辐射方面,比太阳的紫外线辐射强很多,这可能会阻止生命的形成。
科学家就假设了一颗位于F型主序星宜居带内的地球,大气层类似于地球,但是它收到的紫外线强度将会达到地球的2.5~7.1倍。
当然,F型主序星周围的系外行星上也不是完全不可能诞生生命,如果这个行星上的大气层更厚,并且有更强的臭氧层,那么还是有可能支持生命存在的。或者是生命仅存于水下部分。
此外F型主序星较短的寿命也不足以让生命有足够的时间来进化。