1、恒星的诞生
设想在银河系里,某个特定的时候,在来自宇宙空间冲击波的作用下,相距很远的原子突然紧紧地拥挤在一起,星际云本来是透明的,但由于原子靠近在一起,微弱的星光不再能穿透通过,这时星际云变成了暗星云。
冲击波的另一个作用效果是使有些地方含有比平均数稍多的原子数,有些地方含有比平均数略少的原子数,含原子数多的地方引力大,会把附近的原子吸引过来。
以这种方式,星际云开始瓦解成团块或球状体。球状体是不稳定的,在引力作用下球状体开始收缩,变得越来越小,其核心的压力越来越大,温度也随之不断上升。
当温度上升到一定程度后,它内部深处的气体开始发光,这时球状体不再是暗黑的了,它已转变为一颗原恒星。
原恒星继续收缩,当原恒星中心的温度达到一千万度时,氢燃烧了,4个氢原子核结合在一起生成了氦核,这就是我们常说的热核反应(氢核聚变)。
在这个过程中,减少的质量转换为纯粹的能量。由于氢燃烧释 放出巨大的能量,原恒星最终能支撑住它的外层质量,于是收缩停止了,一颗恒星由此诞生了。
2、恒星的演化
以太阳为例来说明恒星的演化。
由于太阳核心与表面之间的各壳层仍然包含充裕的氢,在 经过比较短的时间以后,收缩的核心上面的温度达到400万开左右,这个温度高到可使围绕太阳核心的一个壳层内的氢燃烧。
同时,核心的这种收缩把大量的引力能转换成热能,把太阳大气向外推出。
随着壳层氢燃烧的开始,太阳突然有了新的热核反应能源。太阳无活力核心的不断收缩和这种 新的向外大量供应能量,造成太阳发生巨大的膨胀。
当氦耗尽时,便到了类似太阳这样的恒星的生命发展的最后阶段。由于没有能力点燃任何新的热核反应,所以恒星会一直收缩,直到体积与地球大小差不多,这时,太阳就变成了一颗白矮星。
3、恒星的死亡
自然界里,有许多恒星有巨大的质量,有些星系甚至包含40或50个太阳质量的物质。这类恒星的遗骸很有可能大于3个太阳质量,这类恒星的遗骸是电子、中子简并压力所无法支撑的。
自然界中没有任何力量能支撑住它们,因此,在严酷无情的引力作用下它们只能不停地收 缩。
成万亿吨的燃余恒星物质的无比巨大质量从四面八方向里挤压,使这颗星变得越来越小,这颗恒星就这样从宇宙中消失了,遗留下来的东西被称为黑洞。
它由一个奇点(单一的点)和视界组成。黑洞以贪婪的、永无满足的方式吞噬东西,物体一旦掉进黑洞就永远从我们的宇宙中移去了。因为这种物体不再是我们宇宙的一部分,所以它的许多特性便再也检测不到。
加到黑洞上去的不管是1公斤白金,1公斤氢,或者1公斤有生命的组织,我们只把它看作是加上去1公 斤质量,并不考虑在此之前它是什么东西。
它由一个奇点(单一的点)和视界组成。黑洞以贪婪的、永无满足的方式吞噬东西,物体一旦掉进黑洞就永远从我们的宇宙中移去了。
因为这种物体不再是我们宇宙的一部分,所以它的许多特性便再也检测不到。加到黑洞上去的不管是1公斤白金,1公斤氢,或者1公斤有生命的组织,我们只把它看作是加上去1公 斤质量,并不考虑在此之前它是什么东西。
扩展资料
简介
拉森设想有一团球状星云的质量和太阳的质量正好相等。他用了一种在当时条件下尽可能最合理地反映一团气体坍缩的计算过程探索了它的变化,他的研究起点不是星际物质,而是密度已经增大的一个云团,相当于大规模坍缩物质中的一粒碎屑。
因此,可以说这种云团的密度早已超过了星际物质:每立方厘米已达6万个氢原子。拉森初始云团的直径大致为其后将由这团物质形成的太阳半径的500万倍。接下来的过程是发生在一段天文学上来说极短暂的时间中,也就是50万年内。
这团气体最初是透光的:每粒尘埃不断发出光和热,这种辐射一点也不受周围气体的牵制,而是畅行无阻地传到外空。这种透光的初始模型也就决定了气体球团的今后的演变。气体以自由落体的方式落到中心去,于是物质在中心区积聚起来。
本来质量均匀分布的一团物质,这时变成越往里密度越大的气体球。这样一来,中心附近的重力加速度,越来越大,内部区域物质的运动速度的增长表现得最为突出。
开始时几乎所有的氢都结合成氢分子:一对对氢原子彼此结成分子。最初气体的温度很低,总也不见升高,这时因为它仍然太稀薄,一切辐射都能往外穿透而溃缩着的气体受到的加热作用并不明显。
要经过几十万年后,中心区的密度才会大到使那里的气体对于辐射变得不透明,而在此以前的辐射一直在消耗热量。这么一来,气体球内部的一个小核心就要升温。后者的直径只有那个始终充满向中心下落物质的原气体球的1/250。
随着温度的上升,压力也就变大,终于使坍缩过程停了下来。这个特密中心区的半径和木星轨道半径差不多,而它所含的质量只及整个坍缩过程中涉及的全部物质的0.5%。物质不断落到内部小核心上,它所带来的能量在物质撞到核心上的时候又成为辐射而放出。同时核心在缩小,并变得越来越热。
这种过程一直要进行下去,直到温度达到大约2000度为止。这时氢分子开始分解,重新变成原子。这种变化对核心的影响很大。于是,核心再度收缩,到收缩时释放出能量把全部的氢都重新变为原子。
这样,新产生的核心只比今天的太阳稍大一点。不断向中心跌下的全部外围物质最终都要落到这个核心上,一颗质量和太阳一样的恒星就要由此形成。
参考资料来源:百度百科_恒星的结构和演变
从诞生到死亡是地球上每一种生物都要经历的过程,这样的过程在我们头顶那片浩瀚的星空中也同样发生着。也许你很难想象像太阳这样拥有巨大能量的恒星会有死亡的一天,但这是谁也无法改变的事实。
恒星并不是一开始就存在于宇宙中的,它的诞生经历了一个漫长的过程。可恒星究竟是怎样诞生的呢?早在17世纪,伟大的牛人牛顿就提出了这样的设想:散布于宇宙中的弥漫物质可以在引力作用下凝聚为太阳和恒星,虽然这在当时仅仅是一种设想,但却为天文学家们提供了研究的方向。天文学家们观测发现,宇宙空间中的确存在着许多由气体和尘埃组成的巨大分子云,也就是我们所说的星云,可这些星云又是怎样变成恒星的呢?
原来,星云中的每粒尘埃都能不断地发出光和热,这些光和热能够畅通无阻地传到星云之外。然而与此同时,星云中的气体却在不断以自由落体的方式落到星云中心去,于是这些塌陷的气体就会在星云的中心区积聚起来。这导致本来质量分布较为均匀的星云,这时变得越往中心的区域密度越大。这样一来,星云中心附近的重力加速度越来越大,那些塌陷物质的运动速度也快速地增长了起来。
经过几十万年后,星云中心区的密度变得更大了,气体也变得不再那么稀薄了,这下尘埃的辐射受到了星云中心引力的吸引就再也跑不出去了。这么一来,星云气体开始升温,那些塌陷在中心的物质渐渐地形成了一个核心。物质源源不断地落到星云内部的核心上,它们带来的能量在物质撞到核心上的时候又转变成为光和热的辐射。当温度达到大约2000度时,星云中的氢分子便开始分解了,它们重新变成了氢原子。于是,核心再度收缩,直到释放出的能量把全部的氢都重新变为原子时,星云中“核心”的力量也越来越大,人们把此时的核心称为“原恒星”,因为从某种意义上说恒星正是由它逐渐转变而来的。
核心的密度和温度仍然在升高,原子开始丢失了它们的外层电子。由于落下的气体和尘埃形成了厚厚的外壳将核心包围了起来,它的可见光便不能穿透出来,我们用天文望远镜观测时也看不到这些像灯笼一样从内部发出的光。等到越来越多的向下塌陷的物质都已经和核心联成一体时,核心中的可见光突然大爆发,穿过外壳涌现了出来。
等到中心温度达到1000万度时,氢原子原子核的电磁力将无法阻挡高速奔跑的原子核相互碰撞的力量,于是原子核相互碰撞产生的力终于在瞬间结合发生了氢核聚变反应,物质释放出了巨大的能量,于是一颗像太阳那样的恒星就诞生了。
恒星也像我们人的一生一样会经过几个不同的发展阶段。诞生后的恒星内部在大量光和热的聚积下不断燃烧着,这时它停止了收缩,渐渐稳定了下来。这时的恒星以内部氢核聚变产生的能源为主要能源,进入了主序星阶段。
主序星阶段占恒星一生寿命的90%,它类似于我们人类的青壮年时期。这是一个相对稳定的阶段,恒星向外膨胀和向内收缩的两种力大致平衡,恒星基本上不收缩也不膨胀而是稳定地发展着。不同质量的恒星,主序星阶段的长短是不一样的,质量越大,光度越大,能量消耗也就越快,停留在主序星阶段的时间越短。例如:质量等于太阳质量的15倍、5倍、1倍、0.2倍的恒星,处于主序星阶段的时间分别为一千万年、七千万年、一百亿年和一万亿年。目前的太阳也是一颗主序星,它现在的年龄为46亿多年,它的主序星阶段已经过去了约一半的时间。
恒星在一刻不停地燃烧着,它也在燃烧中衰老。恒星中心区的氢渐渐地变成氦,氢最终消耗殆尽。当形成由氦构成的核球之后,氢聚变的核反应就无法在中心区继续进行。这时恒星中心区的引力重压没有向外辐射的辐射压来平衡,星体中心区就要被压缩,温度急剧上升。恒星中心的氦核越来越大,氦核周围的氢越来越少,当氦核质量占到恒星质量的12%时,恒星结构出现了重大变化。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合气体受热达到引发氢聚变的温度,核反应重新开始。氦球逐渐增大,氢燃烧层也跟着向外扩展,恒星外层物质受热膨胀起来,这时恒星开始向老年期——红巨星或超新星时期转化。这一时期虽然氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多,但恒星表面的温度却不仅没有升高反而会下降。这是什么原因呢?原来这时恒星膨胀产生的压力开始超过其内部的引力,这样星体的表面积就会越来越大,并超过能量增长的速度,因此虽然总光度增加了,但恒星的表面温度却下降了。不要误会,不要以为恒星到了这个阶段就已经穷途末路,没有多少光和热了,别忘了,它的热量和光度在一刻不停地增加中。以太阳为例,根据太阳的质量计算,当太阳大约90亿岁的时候,太阳的氦聚变将开始启动。这就是说,在氢原子聚变产生的太阳的核心,将会诞生一个由氦原子聚变而产生的新太阳,而里面这个温度更高的太阳会把外面温度较低的太阳推出去,恒星的体积将会因此而膨胀一百万倍以上。这时的太阳将显得非常辉煌,但这种辉煌足以将它附近的行星毁灭,一个百亿岁左右的太阳将会把几亿公里的范围都变成火海。经历了最后的辉煌,恒星的生命就走到了尽头。不过恒星的生命
不是以消失的方式结束的,而是演化成了其他的星体。不同类型的恒星,死亡的方式是不同的。像太阳这样大的恒星,它最终会安静地成为白矮星,另一类比太阳大8倍以上的恒星,它们的死亡是爆炸,也就是超新星的爆发。
在恒星生命的最后时段,有限的氦燃烧只是短暂地延缓了恒星死期的到来。像太阳那样大的恒星的氦大约只能燃烧十亿年左右,那十亿年将是太阳最后的辉煌。在这段时间里,恒星的核将再度开始收缩,它的外壳将继续膨胀,恒星将向外层空间抛射物质,形成一个“行星状星云”,而它的内核将再次坍缩。当核的密度达到每立方厘米100千克时,其中的电子被挤压到了不能再紧密的地步,坍缩也就停止了。等到垂死的恒星将它的外壳全部抛出后,它的核就裸露了出来。这个炽热的核温度约为摄氏25000度,但体积却很小,我们把它称为“白矮星”。由太阳坍缩而成的白矮星直径与地球差不多,但重量却比地球重几十万倍,而且它的引力仍然能够控制太阳系剩下的天体。
如果恒星的质量超过太阳的8倍以上,在经历氨燃烧的阶段后,由于它的核质量大,所以它的温度和压力也更大,因此又会发生新的一轮元素的燃烧,每一轮元素的燃烧都遵遁着相似的规律,每一阶段的聚变都要求更高的温度,每一阶段产生的余烬又是下一轮聚变的燃料。恒星像一个巨大的洋葱头那样一层层地进行着热核反应,直至核心温度达到约摄氏28亿度,这时的反应是硅聚变成铁。铁生成后,由于不可能再燃烧生成更重的元素,所以恒星中心很快就发生了坍缩。在几秒钟内,星核的体积缩小了一百倍,密度急剧增加到每立方厘米100千克。这时电子和中子被压缩得非常紧密,同时,恒星的外层因为失去了支撑而快速向内塌落,高速撞击到中央的核上,并转换成巨大的动能以冲击波的形式向外传播,把恒星内的致密物质抛出。这样就产生了“超新星爆发”这样壮观的天文现象。
超新星的爆炸使物质摆脱了引力的束缚,铁元素的核却坠入引力的深渊,巨大的坍缩把电子都压进了质子,于是质子全变成了中子,而中子之间没有电磁力的排斥,原子核可以相互紧紧地挨在一起,这就形成了最致密的物质——中子星。它一立方厘米的质量能达到十亿吨,什么概念呢,换一种说法,把一个几百万公里直径的物体压缩成只有30公里的直径,这是只有中子星才能办到的。
不过中子星的引力非常强大,强大到让光都要成抛物线才能挣脱。同时被压缩的还有磁场,这简直是一个超高能核电站,它可以把表面附着的电子像高压水柱一样喷射出去。
除了产生中子星外,一些大的超新星爆炸之后,还会产生引力的奇迹—一黑洞。黑洞产生的条件是怎样的呢?如果把地球压缩成一个核桃这就是黑洞。够夸张吧,不过更夸张的是它的引力,它巨大的引力连光都要被它吞掉。这看上去似乎不可思议,但如今,黑洞的存在已经被科学家们证实。
就像我们人类的生命循环往复一样,宇宙间的恒星也遵循着同样的规律。超新星的爆炸在最后的瞬间把含有的所有元素都彻底抛洒了出去。正因为有这种慷慨无私的抛洒,才为新的恒星的诞生创造了条件。
在超新星的物质弥漫之后,引力将会再次把这些物质凝聚成天体,大的坍缩成恒星,小的形成行星,恒星以自身的毁灭造就了宇宙中新恒星的新生。
也许你不免担心:太阳终究有一天也会死亡,到时候它将会给地球带来灾难性的毁灭,我们人类怎么办呢?庆幸的是,我们人类有至少40亿年的时间来做准备,说不定那时我们早已经搬到了新的居住地。
恒星的演化
(1)1926年,爱丁顿指出,任何恒星内部一定非常热。因为恒星的巨大质量,其引力非常强大。如果这颗恒星要不坍缩,就必须有一个相等的内部压力与这种巨大的引力相平衡,我们知道我们最熟悉的恒星是太阳。与大多数恒星一样,太阳看上去是不变化的。然而事实并非如此。实际上太阳一直在与毁灭它的力做不停的斗争。所有恒星都是些靠引力维持在一起的气体球。如果唯一起作用的力只有引力,那么恒星会因自身巨大的重量很快向坍缩,要不了几小时便会消亡。没有发生这种情况的原因在于向内的引力被恒星内部压缩气体产生的向外的巨大压力所平衡了。
50年代中期,佛莱德·霍伊尔,威廉·福勒和伯比奇夫妇首先研究了恒星的爆发理论。
他们认为,气体压力与温度之间存在着一个简单的关系:一定体积的气体在受热时,压力以正比关系随温度而上升;反之,温度下降时压力也下降。恒星内部压力极大的原因在于温度高。这种热量是由核反应产生的。恒星的质量越大,平衡引力所需要的中心温度也就越高。为了维持这种高温,质量越大的恒星必须越快地燃烧,从而放出更多的能量,因此一定比质量小的恒星更亮。
在恒星的大半生中,氢聚变成氦是为恒星提供能源的主要反应,这种反应要求很高的温度来克服作用于核之间的电斥力。聚变能可以使恒星维持几十亿年,不过核燃料迟早会越来越少,从而使恒星反应堆开始萎缩。发生这种情况时压力支撑台已岌岌可危,恒星在这场与引力的长期斗争中开始溃退。从本质上讲恒星已是在苟延残喘,只是通过调整它的核燃料储备来推迟引力坍缩的发生。但是,从恒星表面流出并进入太空深处的能量在加速恒星的死亡。
依靠氢的燃烧估计太阳可以存活100亿年左右。今天,太阳的年龄约为50亿年,它消耗了一半左右的核燃料储备。今天我们完全不必惊慌失措。恒星消耗燃料的速度极大程度上依赖于它的质量。大质量恒星核燃料的消耗要比小质量恒星快得多,这是毫无疑问的,因为大质量星既大又亮,因而辐射掉的能量也就越多。超额的重量把气体压得很密,温度又高,从而加快了和局边的反应速度。例如,10个太阳的恒星在1千万年这么短的时间内就会把它的大部分氢消耗殆尽。
大多数恒星最初主要由氢来组成。氢“燃烧”使质子巨变为氦核,后者由两个质子和两个中子组成。氢“燃烧”是最为有效的能源,但却不是唯一的核能源。如果核心温度足够高,氦核可以聚变成碳,并通过进一步的聚变生成氧、氖以及其他一些元素。一棵大质量恒星可以产生必要的内部温度——可达10亿度以上,从而使上面的一系列核反应得以进行。但随着每一种新元素的慢慢出现产能率下降。核燃料消耗得越来越快,恒星的组成开始逐月变化,然后逐日变化,最后每小时都在变化。它的内部就像一个洋葱,越往里走,每一层的化学元素以越来越疯狂的速度依次合成。从外部看来,恒星像气球那样膨胀,体积变得十分巨大,甚至比整个太阳系还大。这时天文学家称之为红超巨星。
这条核燃烧链终于终止于铁元素,因为铁有特别稳定的核结构。合成比铁更重元素的核聚变实际上要消耗能量而不是释放能量。因此,当恒星合成了一个铁核,它的末日便来临了。恒星中心区一旦不能再产生热能,引力必然会占上风。恒星摇摇晃晃地行走在灾变不稳定的边缘,最后终究跌进它自己的引力深渊之中。
这就是恒星内部所发生的事,而且进行得很快。由于恒星的铁核不可能再通过核燃烧产生热量,因而也就无法支撑它自身的重量,它便在引力作用下剧烈压缩,甚至把原子都碾得粉碎。最后,恒星核区达到原子的密度,这时一枚顶针的体积便可容纳近1万亿吨的物质。在这一阶段,恒星的典型直径为200公里,而核物质的坚硬性将引起恒星核区的反弹。由于引力的吸引作用极强,这种反弹力所经历的时间只有几毫秒。当这场戏剧性事件在恒星中心区展现之际,外围各层恒星物质在一场突发性的灾变中朝核区坍缩。数以万亿吨计的物质以每秒几万公里的速度向内暴缩,与正在反弹着的比金刚石更坚硬的致密恒星核区相遭遇,发生极为强烈的碰撞,同时穿过恒星向外发出巨大的激波。
同激波一起产生的还有巨大的中微子脉冲。这些中微子是恒星在最后核裂变期间从它的内区突然释放出来的。在这次核裂变中,恒星内原子的电子和质子被紧紧地积压在一起而形成了中子,恒星核区实际上成了一个巨大的中子球。激波和中微子两者一起携带着巨额能量穿过恒星外部各层向外传递。被压缩了的物质的密度非常高,即使是极其微小的中微子也得费尽周折才能冲开一条出路。激波和中微子携带的能量有许多为恒星外层所吸收,结果导致恒星外层发生爆炸。接着是一场核浩劫,其剧烈程度是无法想象的。在几天时间内恒星增亮至太阳光的100亿倍,不过在经过几个星期后又逐渐暗淡下去。
在像银河系这样的典型星系中,平均每百年出现2至3颗超新星,历史上天文学家对此已有记载,并深感惊讶。其中最著名的一个由中国和阿拉伯观测家于1054年在巨蟹座中发现的。今天,这颗已遭毁灭的恒星看上去就象一团很不规则的膨胀气体云,称为蟹状星云。
(2)在研究恒星演化方面取得的另一个进展来自对球状星团中恒星的分析。一个星团中的恒星距离我们都差不多同样远,所以它们的视星等和它们的绝对星等成正比。因此,只要知道它们的星等,就可以绘制出这些恒星的赫-罗图。结果发现,较冷的恒星在主星序中,而较热的恒星似乎有离开主星序的倾向。它们依照燃烧速率的高低及老化的快慢,遵循着一条确定的曲线,显示出演化的各个阶段:首先走向红巨星,然后折返回来,再次穿过主星序,最后向下走向白矮星。
根据这一发现,再加上某些理论论方面的考虑,霍伊耳绘制出了一幅恒星演化过程的详细图画。根据霍伊耳的观点,演化的早期,一颗恒星的大小或湿度变化很小。(我们的太阳现在正处在这种状态,并将维持很长的时间)因为恒星在其炽热的内部将氢转变为氦,所以在恒星的中心氦积累得越来越多。当这个氦核达到一定的大小,恒星的大小和温度开始发生剧烈地变化,体积急剧膨胀,表面温度降低。也就是说,离开主星序朝红巨星的方向运动。恒星质量越大,到达这个转折点就越快。在球状星团中,质量较大的恒星已经沿着这一途径走过了不同的演化阶段。
膨胀后的巨星虽然温度较底,但因表面积比较庞大,所以释放出比较多的热量。在遥远的未来,当太阳离开主星序时,或在那之前,它可能会热得使地球上的生命无法忍受。不过,这将使几十亿年以后的事了。
可是,氦核到底是如何膨胀成为红巨星的呢?霍伊耳认为,氦核本身收缩,结果温度升高,使氦原子核聚合成碳,从而释放出更多的能量。这种反应的确是可以发生的。这是一种非常罕见而几乎不可能发生的反应。但是红巨星中氦原子的数量十分庞大,所发生的这类聚合反应足以提供其所必需的能量。
霍伊耳进一步指出,新的碳核继续变热,从而开始形成像氧和氖一类的更复杂的原子。在发生这一过程时,恒星正在收缩并再次变热,朝主星序返回。此时恒星开始变为多层,就像洋葱头一样。它有一个由氧和氖构成的核,核外面是一层碳,再外面是一层氦,而整个恒星由一层尚未转变的氢包围着。
然而,与消耗氢的漫长岁月比较起来,恒星消耗其它燃料的时间就如同速滑雪橇一样飞驰而过。它的寿命维持不了多久,因为氦聚变等所释放的能量只有氢聚变的1/20而已。在一个比较短的时间内,保持恒星膨胀状态所需要的抗拒自身引力场强大引力的能量变得不足,从而使恒星更加快地收缩。它不仅收缩到正常恒星的大小,而且进一步收缩到白矮星的大小。
在收缩当中,恒星的最外层会被留在原处,或被收缩而产生的热喷开。于是白矮星被包围在膨胀的气体层当中。当我们用望远镜观测时,边缘的地方看上去最厚,因此气体最多。这种白矮星好象是被“烟圈”环绕着。因为它们周围的烟圈好象是看得见的行星轨道,所以把它们叫做行星状星云。最后,烟圈不断膨胀而变得很薄,再也看不到了,我们看到的像天狼B星一类的白矮星周围就没有任何星云状物质的迹象。
白矮星就是这样比较平静地形成的;而这种比较平静的“死云”正是像我们的太阳一类恒星和比较小的恒星未来的命运。而且,如果没有意外干扰的话,白矮星会无限延长寿命,在此期间,它们会漫漫冷却,直到最后再也没有足够的热度发光为止。
另一方面,如果白矮星像天狼B星或南河B星那样是双星系统中的一颗,而另一颗是主星序的星,而且非常接近白矮星,那么将会有一些令人兴奋的时刻。主星序星在自己的演化过程中膨胀时,它的一些物质在白矮星强大引力场的吸引下,可能会向外漂移而进入白矮星的轨道。在偶尔的情况下,有些轨道物质会旋落在白矮星的表面,在那里受到引力压缩而引起聚变,从而放出爆发性的能量。如果有一块特别大的物质落到白矮星的表面,则放射出的能量可能大到从地球上都可以看到,于是天文学家便记录下有一颗新星出现。当然,这种事会一再发生,而“再发新星”确实是存在的。
但是这些不是超新星。超新星是从哪里来的呢?为了回答这个问题,我们必须从比我们的太阳大得多的恒星谈起。这些巨大的恒星相当稀少(在各类天体中,大质量恒星的数目比小恒星的少),30颗恒星中大概只有1颗比太阳质量大。即使如此我们的银河系大约也有70亿颗恒星。
大质量恒星引力场的引力比小恒星的大,在这种较强引力的作用下,其核也挤压得比较紧,因此核更热,聚变反应超越脚下恒星的氧-氖阶段后仍能继续进行。氖进一步结合形成镁,镁又能结合形成硅,然后硅再结合形成铁。在其寿命的最后阶段,这种恒星可能会由6个以上的的同心壳层组成。各自消耗不同的燃料。这时中心温度可达摄氏30亿——40亿度。恒星一旦开始形成铁,它就到达了死亡的终点,因为铁原子的稳定性最高而所含的能量最少。无论是铁原子转变成复杂的原子还是转变成简单的原子,都必须输入能量。
而且,当核心温度随年龄增长时,辐射压力也随着增加,并且与温度的4次方成正比,即当温度升高到2倍时,辐射压力会增加到6倍,因此辐射压力和引力之间的平衡变得更加脆弱。根据霍伊耳说法,最后,中心的温度上升得非常高,从而使铁原子变成氦。但是要发生这种情况,正如刚刚说过的,必须给铁原子输入能量。当恒星收缩时,可以利用它所得到的能量把铁转变成氦。然而,所需的能量时如此巨大,根据霍伊耳的假定,恒星必须在一秒中左右剧烈地收缩成原来体积的极小一部分。
当这种恒星开始崩溃时,它的铁核仍被大量尚未达到最大稳定性的原子包围着。随着外层的崩溃,原子的温度升高,这些仍然可以结合的物质以下自全部“点火”,结果引起一场大爆发,将恒星外层物质从恒星体内喷出去。这种爆发就是超新星。蟹状星云就是由这种爆发形成的。
超新星爆发的结果,将物质喷发到空间,这对于宇宙的演化具有巨大的重要性。在宇宙大爆炸时,只形成了氢和氦。在恒星的核内则陆续形成其它更复杂的原子,一直到铁原子。如果没有超新星的爆发,这些复杂原子会锁在恒星的核内,一直到白矮星。通常只有极少量的复杂原子通过行星状星云的晕进入宇宙中。
在超新星爆发的过程中,恒星较内层的物质会被有力地喷射到外围空间,爆发的巨大能量甚至能够形成比铁原子更复杂的原子。
喷射到空间的物质会已经存在的尘埃气体云,并且成为形成富含铁及其它如金元素的“第二代新恒星”的原材料。我们的太阳可能是一颗第二代恒星,比一些无尘埃球状星团的老恒星年轻得多。那些“第一代恒星”则金属含量很低而氢含量很高。地球是从诞生太阳的同一残骸中形成的,所以含铁非常丰富,这些铁也许一度存在于几十亿年前爆发的一颗恒星的中心。
可是在超新星爆发中已经爆发的恒星,其收缩部分的情况又是如何呢?它们形成白矮星吗?体积和质量更大的恒星只是形成体积和质量更大的白矮星吗?
1939年,在美国威斯康星州威廉斯湾附近的叶凯士天文台工作的印度天文学家张德拉塞卡计算出,大于太阳质量1.4倍以上的恒星,不可能通过霍伊耳所描述的正常过程变成白矮星,从而第一次指出,我们不能期望有越来越大的白矮星。这个数值现在叫做“张德拉塞卡极限”。事实上,结果证明到目前为止所有观测到的白矮星质量都低于张德拉塞卡极限。张德拉塞卡极限存在的理由是,由于白矮星的原子中所含的电子相互排斥,因而使白矮星不能再继续收缩下去。随着质量的增加,引力强度也增加;达到1.4倍太阳质量时,电子排斥力变得不足以克服白矮星的收缩力,白矮星将坍缩成更小更致密的星体,而使亚原子粒子实际上互相接触。这种星体必须等待利用可见光以外的辐射来探测宇宙的新方法发明之后,才能探测出来。
宇宙中最重要的物质是氢。我们都知道引力物质应该相互吸引。起初,一些氢形成一个球,然后继续吸引其他氢直到形成一个大球。此时,它不会发光。当中心温度达到一定水平时,氢开始融合,释放出大量能量。当周围的温度和压力升高时,其他氢也开始融合。这时,它开始发光,就好像被点燃了一样。所以星星很大。
木星在太阳系中的元素类似于恒星,但还不够大。如果它和太阳一样大,它也会发光,并成为恒星一代的奥秘。科学家们相信,137亿年前的大爆炸创造了宇宙。大约1亿年后,氢原子开始一起燃烧,产生了明亮的燃烧恒星。但是科学家们还不清楚这些恒星是什么样子。据美国宇航局的太空网络称,美国的天文学家表示,他们可能已经发现了宇宙中的“曙光”。当宇宙中的星系在大爆炸之后仅几亿年才开始形成时,这项发现有望帮助他们揭示整个宇宙的实际发展。这项研究将首次向我们展示宇宙诞生于130亿年前的形状。
据位于马里兰州的美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究人员说,他们相信他们已经捕捉到了从宇宙初期诞生的长期丢失的恒星发出的辐射痕迹。如果上述发现能够最终得到证实,那么这项研究将首次向我们展示宇宙诞生于130亿年前的雏形。同时,当宇宙中的每个星系在“大爆炸”之后仅几亿年才开始形成时,有望揭示整个宇宙的实际发展。尽管这项研究不是结论性的,但要证明这些……原恒星是处于“原始状态”(处于缓慢收缩阶段的物体)的恒星。大爆炸是由大爆炸后产生的星际云(大型星际云,直径可达一千光年)演化而来。
大爆炸之后的空间充满了大致均匀的星际物质。这些物质中的一些不稳定因素(主要是引力)会缓慢引起星际云中物质密度的变化,从而导致出现一个或多个“引力中心”。这些“重力中心”的重力作用使周围的材料向其中心下落。物质以越来越快的速度被吸收。这些物质的重力势能转换为热能,这使原始恒星中心的温度连续升高。当温度达到6700万度时,“质子”的聚变核反应被点燃。欢迎,
恒星产生于气体星云,万有引力使气体和尘埃集聚在一起经过漫长的时间的演变最终在中心形成恒星.
恒星灭亡是其内部产生的聚变与万有引力抗衡.
在恒星末期氢元素的不断减少最终万有引力将占上风,像太阳这样大的恒星末期内核缩小只是外部加热,热胀冷缩使得太阳慢慢变大,会变成红巨星最终形成白矮星.
比太阳大的因内核形成了金属铁,铁不管怎样聚变都不会放能量,整个恒星会在一瞬间失去力平衡,整个恒星向内收缩,但内部是金属核所以产生反弹,这种挤压力会让内部继续核聚变并产生巨大能量,不到一秒钟,恒星产生了爆炸,称为超新星爆炸,小一点的最后形成中子星,大的会形成黑洞.
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恒星是有炽热气体组成的、能自己发光的球状或类球状天体。它们一般在星云密集的地方诞生。当构成恒星原始星云的气体云在引力的作用下收缩成团,中心温度达到1000摄氏度时,氢原子核会聚变成氦原子核,释放能量。最初形成的原恒星继续收缩,星体总质量不断增加,内部气体出于对流状态,逐渐形成主序前星。主序前星的内部温度达到1500万摄氏度时,形体不再收缩,恒星就诞生了。当恒星中心区的氢燃烧完后,氦和碳就开始燃烧使恒星衍变成红巨星。当红巨星不再发生热核反应时,外部会发生爆炸,最后剩下密实的核恒星。当核恒星的质量小于1.3倍的太阳质量时,就会演化成白矮星。质量较大的白矮星膨胀后就会成为超巨星,以超新星爆发的形式结束生命。爆炸后,恒星的内核会坍缩成一颗中子星或一个黑洞。