G型主序星

黃矮星，也稱黄色主序星，在天文學上的正式名稱為GV恆星，是光譜型態為G，發光度為V的主序星。這一類恆星的質量大約在0.8至1.2太陽質量，表面的有效溫度在5,300至6,000KEmpirical bolometric corrections for the main-sequence , G. M. H. J. Habets and J. R. W. Heintze, Astronomy and Astrophysics Supplement 46 (November 1981), pp. 193–237.。與其他的主序星一樣，GV恆星在核心進行將氫融合成氦的核融合反應。Stellar Evolution: Main Sequence to Giant , class notes, Astronomy 101, Valparaiso University, accessed on line 2007-06-19.對於地球來說太陽是最著名的，也是最易見到的GV恆星，每秒鐘將大約6億噸的氫轉換成氦，將400萬噸的質量轉換成能量。Why Does The Sun Shine? , lecture, Barbara Ryden, Astronomy 162, Ohio State University, accessed on line 2007-06-19.Sun , entry at ARICNS, accessed 2007-06-19.其他的著名GV恆星，還有南門二（半人馬座α星A）、鯨魚座τ、王良三、下台二、下台增一和飛馬座51。Alpha Centauri A , SIMBAD query result.  Accessed on line 2007-12-04.Tau Ceti , SIMBAD query result.  Accessed on line 2007-12-04.51 Pegasi , SIMBAD query result.  Accessed on line 2007-12-04.G型主序星在宇宙中的占比约7.5%—8%左右，且大多质量比太阳小。

黃矮星其實是一個錯誤的名稱，因為光譜類型為G的恆星實際顏色是從白色到黃色的，像太陽在早期的顏色是白色，只有到晚期才會成為黃色。What Color Are the Stars? , Mitchell N. Charity's webpage, accessed 2007-11-25參考光譜分類的顏色與光譜圖，太陽實際上是白黄色的（当前太阳为G2V型主序星，如果不做颜色修饰，在太空中看起来太阳的颜色当为色号#fff5f2），而在地平線附近的太陽呈現紅色，則是大氣層的瑞利散射造成的。

一顆G型主序星的寿命跨度通常大約在90億年到180億年左右（太阳寿命约105亿年~109亿年，通常简化为约100亿年Basinger, C., Pinsonneault, M.H., Bastelberger, S.T., Gaudi, B.S., & Domagal-Goldman, S. (2024). Constraints on the early luminosity history of the Sun: Applications to the faint young Sun problem. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Aumer M , Binney J J .Kinematics and history of the solar neighbourhood revisited[J].Oxford University Press, 2009(3).DOI:10.1111/J.1365-2966.2009.15053.X.Rushby AJ, Claire MW, Osborn H, Watson AJ. Habitable zone lifetimes of exoplanets around main sequence stars. Astrobiology. 2013 Sep;13(9):833-49. doi: 10.1089/ast.2012.0938. PMID 24047111.Christensen-Dalsgaard, J. (2020). Solar structure and evolution. Living Reviews in Solar Physics, 18, 1-189.，受金属丰度等因素影响，最短寿的G型主序星寿命约79亿年或更短，最长寿的G型主序星的寿命可以达到200多亿年）G-type starNguyen C T , Costa G , Bressan A ,et al.PARSEC V2.0: Rotating tracks and isochrones for seven addtional metallicities in the range Z=0.0001-0.03[J].2025.Feltzing S , Lundstrom I , Bensby T .Elemental abundance trends in the Galactic thin and thick disks as traced by nearby F and G dwarf stars[J].Astronomy & Astrophysics A European Journal, 2003, 410(2):págs.  527-552.DOI:10.1051/0004-6361:20031213.Van Saders J L , Pinsonneault M H .Fast Star, Slow Star; Old Star, Young Star: Subgiant Rotation as a Population and Stellar Physics Diagnostic[J].Astrophysical Journal, 2013, 776(2):201-201.DOI:10.1088/0004-637X/776/2/67.Amard L , Matt S P .The Impact of Metallicity on the Evolution of Rotation and Magnetic Activity of Sun-Like Stars[J].The Astrophysical Journal, 2020, 889.DOI:10.3847/1538-4357/ab6173.，當它耗盡了核心的氫燃料之後，這一類恆星便會膨脹許多倍，發展成一顆紅巨星，其红巨星阶段会停留在10亿年以上，典型案例比如畢宿五（金牛座α）。SIMBAD, entry  for Aldebaran, accessed on line 2007-06-19.最後，這顆紅巨星會拋掉它外層的氣體，成為行星狀星雲，而這時裸露出來的核心便是一顆體積小、密度高的白矮星，在往後的歲月中只會持續的降溫與壓縮。

 宜居性 
由于太阳这样的G2V恒星养育了地球生物圈，G型主序星是公认的、已得到实证的有利于孕育复杂生命的恒星。太阳作为早G型主序星，其质量和亮度超过宇宙中95%以上的恒星，寿命也短于95%以上的恒星（太阳的金属丰度偏高但不是极高，恒星自转速度则较慢，即使在同等质量恒星中的寿命也仅为中上水平而没有显著优势），但人类却正好出现在这样一颗恒星的行星上，显然不完全是巧合。早期研究曾经认为红矮星由于寿命最长因此其行星系统的演化最为理想，在发现红矮星的耀斑活动和潮汐锁定等问题后，流行观点则认为K型主序星是最适合孕育生命的恒星。但是K型主序星在数量上仍然远多于G型主序星，甚至晚G型主序星也远多于早G型主序星；即便认为部分F型主序星和少数A型主序星也能孕育智慧生命，然而随着恒星质量增加、其对应数量呈指数级减少；这样太阳显然属于宜居恒星中明显偏大、偏亮、偏短寿的类型，在概率学上就难以解释为何人类正好出现在早G型主序星的行星上。

一些研究认为，紫外辐射是一把双刃剑，过强会破坏生态系统，过弱则不能驱动复杂有机物等的产生与演化。中等质量恒星的紫外辐射强于小质量恒星反而可能加速分子变异，甚至还可以给生命直接提供光解、体内合成特定分子的额外能量来源Haqq-Misra J .Does the Evolution of Complex Life Depend on the Stellar Spectral Energy Distribution?[J].AsBio, 2019, 19.DOI:10.1089/ast.2018.1946.Schlecker M ,Dániel Apai, Affholder A ,et al.Bioverse: Potentially Observable Exoplanet Biosignature Patterns under the UV Threshold Hypothesis for the Origin of Life[J].IOP Publishing Ltd, 2025.DOI:10.3847/1538-4357/adc8a9.Lingam M , Loeb A .Is Life Most Likely Around Sun-like Stars?[J].Journal of Cosmology & Astroparticle Physics, 2017.DOI:10.1088/1475-7516/2018/05/020.）；小质量恒星由于缺少足够的紫外辐射驱动，不得不专门依靠适度的耀斑活动来补充紫外辐射，这种补充极为有限，反而加大了孕育和演化生命的难度Buccino A P , Lemarchand G A , Mauas P J D .Ultraviolet radiation constraints around the circumstellar habitable zones[J].Icarus, 2005, 183(2):491-503.DOI:10.1016/j.icarus.2006.03.007.Li, X., Wang, S., Ma, J., Han, H., Huang, Y., & Liu, J. (2025). Evolution of Stellar Activity and Habitable Zone. I. Ultraviolet Emission of Dwarfs in Open Clusters and Field Stars. The Astrophysical Journal Supplement Series, 281.。晚F—早G型主序星的紫外宜居带和可见光宜居带的重合度则是最高的，而这些恒星的寿命通常在60—150亿年以上，宜居带星球的演化时间也完全来得及生物进化。Guo J , Zhang F , Zhang X ,et al.Habitable Zones and UV Habitable Zones around Host Stars[J].Astrophysics & Space Science, 2010, 325(1):25.DOI:10.1007/s10509-009-0173-9.Rugheimer, S., Rugheimer, S., Segura, A., Kaltenegger, L., & Sasselov, D.D. (2015). UV SURFACE ENVIRONMENT OF EARTH-LIKE PLANETS ORBITING FGKM STARS THROUGH GEOLOGICAL EVOLUTION. The Astrophysical Journal, 806.Oishi M , Kamaya H .A SIMPLE EVOLUTIONAL MODEL OF THE UV HABITABLE ZONE AND THE POSSIBILITY OF PERSISTENT LIFE EXISTENCE: THE EFFECTS OF MASS AND METALLICITY[J].Astrophysical Journal, 2016, 833(2):293.DOI:10.3847/1538-4357/833/2/293.Sparrman, V. (2022). Post-Main Sequence Habitability for Outer Solar System Moons (Dissertation). Retrieved from https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-477353Ahlers J P , Fromont E F , Kopparappu R ,et al.The Habitable Zones of Rapidly Rotating Main Sequence A/F Stars[J].The Astrophysical Journal, 2022, 928(1):35 (9pp).DOI:10.3847/1538-4357/ac5596.Sato S , Cuntz M , Guerra Olvera C M ,et al.Habitability around F-type stars[J].International Journal of Astrobiology, 2013, 13(3):244-258.DOI:10.1017/S1473550414000020.且晚F—早G型主序星的恒星风与耀斑活动对宜居带的破坏比晚G/K/M型主序星要轻Airapetian, Vladimir S. et al. “Impact of space weather on climate and habitability of terrestrial-type exoplanets.” International Journal of Astrobiology 19 (2019): 136 - 194.Johnstone C P , Bartel M ,M. Güdel.The active lives of stars: A complete description of the rotation and XUV evolution of F, G, K, and M dwarfs[J].Astronomy and Astrophysics, 2021.DOI:10.1051/0004-6361/202038407.，也完全不用担心潮汐锁定（尤其是从晚K型主序星开始潮汐锁定概率大幅提高）Shakespeare, C.J., & Steffen, J.H. (2023). Day and night: habitability of tidally locked planets with sporadic rotation. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.。K型主序星在年轻时期比G型主序星要更为活动剧烈（K型主序星的中后期阶段确实更温和，但目前宇宙年龄太低，K型主序星寿命较长因此大多目前还处在演化的早期阶段），G型主序星的活动随着年龄增长的衰减要更快；同年龄的K型主序星在“等距离”下，极紫外辐射（EUV，对驱动有机物变异意义远不如普通的紫外辐射，却具有破坏性）是同年龄的G型主序星的3—4倍（X射线则是G型主序星的2倍多），如果考虑上小质量恒星的宜居带更近则破坏更严重Zhu, E., & Preibisch, T. (2025). X-ray activity of nearby G-, K-, and M-type stars and implications for planet habitability around M stars. Astronomy & Astrophysics.Variability and Habitability – UV/X-ray emissions。并不是K型主序星甚至红矮星就一定不好，而是小质量恒星寿命过长会导致其活动衰减的演化和行星系统的演化都偏慢，又由于宇宙目前年龄较小（仅138.2亿岁，且多数恒星只有几十亿岁），因此晚F—早G型主序星可能正好是当前演化得最成熟的一批恒星。Loeb, Abraham et al. “Relative likelihood for life as a function of cosmic time.” Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2016 (2016): 040 - 040.

此外，在恒星演化过程中，主序星阶段，A/F型主序星由于在不断膨胀散热、亮度不断轻微上升的同时则光谱/表面温度不断地慢慢往下掉；K/M型主序星由于膨胀散热程度过轻、亮度不断上升且光谱/表面温度也不断上升；只有G型主序星的光谱/表面温度的变化相对最为稳定（往往会先上升后下降，但起伏最轻微，且先升后降也使得主序星阶段的初期和末期的光谱/表面温度大体一致），尽管其亮度也在慢慢上升。John,N,Bahcall,et al.Solar Models: Current Epoch and Time Dependences, Neutrinos, and Helioseismological Properties[J].The Astrophysical Journal, 2001, 555(2):990-990.DOI:10.1086/321493.Schroder, K., & Smith, R.C. (2008). Distant future of the Sun and Earth revisited. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386, 155-163.Kippenhahn R , Weigert A , Weiss A .Evolution on the Main Sequence[J].Springer Berlin Heidelberg, 2012.DOI:10.1007/978-3-642-30304-3_30.

 參考資料 

 相關條目 

 太陽相似體
 紅矮星
 棕矮星
 K型主序星
 F型主序星
 黃巨星

 外部連結 
 Star Types  at Enchanted Learning.

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