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热天体恒星演化
恒星的演化过程在质量与密度的关系图上清晰可见。
这些变化遵循一定的路径,尽管它们在虚线框内的位置不断移动,但始终保持着一定的规则。
图A3聚焦于这个区域,详细展示了恒星在不同生命周期中核心进行的关键热核反应过程。
恒星的演化主要受引力驱动,其总体趋势是密度的增加(表现为图中的向下移动),然而,质量的损失、碎裂、不稳定状态或爆发等过程导致质量减少,表现为图中的向左移动。
恒星的最终命运取决于其质量,热星的演化路径通常以三种冷态的终结为终点:白矮星、中子星或黑洞。
对于质量小于太阳质量(SM)的恒星,其演化路径通常沿着A线进行。
当它们离开主序阶段,恒星的核心温度和密度会显著上升,直至氦开始聚变为碳。
这个过程结束后,恒星最终会转变为白矮星。
相比之下,质量更大的恒星沿B线演变,其中心的碳可以燃烧成为镁,最终形成中子星。
C线则是一个假设性的轨迹,它代表质量超过25M的恒星,它们经历一系列热核燃烧阶段,最终可能成为黑洞,这一过程在它们生成铁后达到终点。
热星占有白色区。
太阳和主序星集中在一条称为热核等温带的狭窄折带上,该带对应着氢聚变成氦所需要的开氏107度的中心温度。
这些星的质量介于0.olMgh 100Mpe间。
恒星的一生流程图
恒星的一生流程图可以概括为:星云坍缩 -> 原恒星 -> 主序星 -> 红巨星或超巨星 -> 白矮星、中子星或黑洞。
恒星的一生始于一个巨大的气体和尘埃云团,主要由氢气和微量的尘埃组成。
在自身的引力作用下,这片星云逐渐坍缩,密度和压力逐渐增大,温度也逐渐上升。
这个过程可能会持续数百万年。
随着星云继续坍缩,它逐渐形成了一个被称为“原恒星”的热密核心。
原恒星进一步收缩并加热,直到其内部的温度和压力足以触发核聚变反应,此时,它便成为了一颗主序星,如同我们的太阳。
主序星是恒星生命周期中最长且最稳定的阶段。
在这一阶段,恒星通过核聚变反应将氢转化为氦,并释放出巨大的能量。
这个过程可以持续数十亿年,具体时间取决于恒星的质量。
例如,像太阳这样的中等质量恒星,可以在主序阶段持续约100亿年。
随着时间的推移,恒星会消耗掉其核心的大部分氢燃料。
一旦氢燃料耗尽,核聚变反应将减缓,恒星内部的压力下降,导致外部层次向内坍缩。
这个过程会使恒星膨胀并变冷,形成红巨星。
如果恒星的质量足够大,它可能会变成超巨星。
在这一阶段,恒星可能会经历一次或多次氦闪,这是由于其内部的氦突然开始聚变,释放出巨大的能量。
最终,红巨星或超巨星会抛出其外层气体,形成行星状星云,而其核心会坍缩成一颗非常小但密度极高的天体。
如果恒星的质量较小,其核心会变成一个白矮星,这是一种稳定的天体,会逐渐冷却并暗淡下去。
如果恒星的质量较大,其核心可能会变成一个中子星,这是一种由中子构成的极其致密的天体。
而如果恒星的质量极大,其核心则可能会坍缩成一个黑洞,吞噬周围的一切物质,包括光。
这样,一个恒星的生命周期就完成了,从星云的坍缩开始,经历原恒星、主序星、红巨星或超巨星阶段,最终变成一个白矮星、中子星或黑洞。
每个阶段都有其独特的物理特性和演化过程,共同构成了恒星复杂而壮观的一生。
一颗恒星的演变过程是什么?
恒星的一生依次为:普通恒星:恒星云——原恒星——主序星——红巨星——爆炸(引力坍缩)——白矮星——黑矮星(熄灭)棕矮星:恒星云——原恒星——棕矮星——黑矮星(熄灭)超大质量恒星:恒星云——原恒星——主序星——红巨星——红超巨星——爆炸(超新星爆发)——中子星/黑洞普通恒星指质量大于太阳质量十分之一到小于太阳质量十倍的恒星、寿命都很长,一般都有几十亿年到一百多亿年。
棕矮星指质量小于太阳质量的十分之一的恒星,无法用热核聚变释放能量,寿命很短。
超大质量恒星指质量大于十倍太阳质量的恒星,寿命也很短,一般只有几千万年。
一般而言,质量越大的恒星寿命越短。
一般低于二十五到三十倍太阳质量的恒星在超新星爆发后变成中子星,更大质量的恒星则变黑洞。
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