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恒星的演化过程是怎样的
恒星演化,是恒星在生命过程中所经历急遽变化的序列。
恒星依据质量,一生的范围从质量最大的恒星只有几百万年,到质量最小的恒星比宇宙年龄还要长的数兆亿年。
所有的恒星都从通常被称为星云或分子云的气体和尘埃坍缩中诞生。
在几百万年的过程中,原恒星达到平衡的状态,安顿下来成为所谓的主序星。
恒星大部分的生命期都在以核聚变产生能量的状态。
最初,主序星在核心将氢融合成氦来产生能量,然后,氦原子核在核心中占了优势。
像太阳这样的恒星会从核心开始以一层一层的球壳将氢融合成氦。
这个过程会使恒星的大小逐渐增加,通过次巨星的阶段,直到达到红巨星的状态。
质量不少于太阳一半的恒星也可以经由将核心的氢融合成氦来产生能量,质量更重的恒星可以依序以同心圆产生质量更重的元素。
像太阳这样的恒星用尽了核心的燃料之后,其核心会塌缩成为致密的白矮星,并且外层会被驱离成为行星状星云。
质量大约是太阳的10倍或更重的恒星,在它缺乏活力的铁核塌缩成为密度非常高的中子星或黑洞时会爆炸成为超新星。
虽然宇宙的年龄还不足以让质量最低的红矮星演化到它们生命的尾端,恒星模型认为它们在耗尽核心的氢燃料前会逐渐变亮和变热,然后成为低质量的白矮星。
恒星的变化非常缓慢,甚至数个世纪之久也检测不出任何变化,所以单独观察一颗恒星无法研究恒星如何演化。
因此,天文物理学家藉其他替代方法,例如观察许多在不同生命阶段的恒星,并且使用电脑模拟来推断恒星结构。
恒星的演化包括哪几个阶段
行星诞生于星云,宇宙尘埃在万有引力的作用下彼此吸引,聚集,挤压产生的热量逐渐积累,最终点燃了聚集的物质,恒星辉煌的一生,就此诞生。
走过亿万年的主序星阶段后,恒星内部的氢耗尽,再没有核聚变支撑的外壳在强大的引力作用下向内挤压恒星,核聚变产生的氦在聚集,聚集在一起的氦最终发生了聚变,温度的降低使恒星颜色变红,氦聚变的能量将恒星的外层外推,形成红(超)巨星。
红(超)巨星阶段结束后,小质量恒星,比如我们的太阳,会变成白矮星,白矮星的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。
它的密度在1000万吨/米3左右。
白矮星是一颗已死亡的恒星,中心的热核反应已停止 ,在冷却的同时对外发光发热。
质量更大的恒星在死亡前会发生一次大爆发,叫做超新星爆发,所释放的能量和亮光相当于十亿颗太阳。
每一颗恒星一生之中最多只可能发生一次超新星爆发。
超新星爆发后,剩余的物质有两种存在形态——中子星和黑洞。
质量约是太阳4~10倍的恒星在超新星爆炸的过程,遗留下来的核心变成一颗体积很小,质量却很大的中子星,由中子构成,密度为水的1014倍,仅1cm3的质量就有全球人类那么重,直径仅为30km。
质量大于10倍太阳质量的恒星,超新星爆发后会变为黑洞。
黑洞会把附近所有的物质都吸进去,就连光线也会被吞没,所以我们是看不见黑洞的。
但是我们可以从邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形,证明黑洞的存在。
一般认为超大质量黑洞不是由单个恒星形成的,而是多个黑洞合并,生长形成。
中间的“影子”约是黑洞视界的2.6倍,外侧光晕是黑洞引力造成的“反射”和吸积盘的发出的光被弯折的效果。
吸积盘在高速转动以维持不掉入黑洞,由于多普勒集束效应,转向我们的一侧更亮,转离我们的一侧更暗。
扩展资料
恒星内部热核反应所产生的能量以对流、传导和辐射三种方式传输出来。
由于大多数恒星的物质是气态的,热传导作用不大,只有内部极其致密的特殊恒星(例如白矮星),内部热传导才比较显著。
大多数恒星内部主要依靠辐射来传输核反应产生的能量,传输的速度相当慢,例如太阳把它深达70万千米的中心处的能量传输到表面,需要1000万年。
对流传输能量的速度比辐射快得多,但是不同质量的恒星,对流层的位置和厚度很不一样。
主星序左上部的恒星,质量大,中心区是小的对流核,外面是辐射包层。
主星序中下部的恒星,质量较小,内部辐射层很厚,仅表面有较薄的对流层。
主星序右下部的恒星,质量很小,整个恒星是对流的。
恒星内部产生的能量决定了它的表面温度和光度。
物理定律把恒星内部的运动、能量的产生、能量的传递和消耗与它的温度、压力、密度、成分等因素联系了起来。
其中一个因素的变化会引起其他因素的变化。
因此,研究天体的演化就是要在物理定律的制约下,说明各种因素如何协调地变化。
恒星的演变过程是怎样的
恒星的演变过程:诞生、成年期、中年期、衰退期。
诞生:恒星的演化开始于巨分子云。
一个星系中大多数虚空的密度是每立方厘米大约0.1到1个原子,但是巨分子云的密度是每立方厘米数百万个原子。
一个巨分子云包含数十万到数千万个太阳质量,直径为50到300光年。
成年期:形成主序星,恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。
小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢,可能在此序列上停留数千亿年,而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之后就离开主星序。
中年期:形成红巨星,超巨星。
在形成几百万到几千亿年之后,恒星会消耗完核心中的氢。
大质量的恒星会比小质量的恒星更快消耗完核心的氢。
在消耗完核心中的氢之后,核心部分的核反应会停止,而留下一个氦核。
衰退期:晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星,中子星,黑洞。
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