对于很多人都想知道恒星演化的过程是怎样的?和古代恒星的演化史的一些话题,但是又不是很了解,那么小编为大家解说吧!
上图说明了什么是“分光光度图”,天文学家用该图来绘制恒星的特性。在分光光度计图中,绘制了总亮度与恒星表面温度的关系。当恒星经历其生命周期时,不同的时期对应于分光光度计图上的不同位置。上面的页面显示了木星等普通恒星的生命周期轨迹,以及“失败恒星”的分光光度图。
恒星一开始是冰冷的气体云,对应于分光光度计图的右侧。由于自身重力,这些气体开始收缩。在收缩过程中,它逐渐凝结,密度和压力增大,温度也升高,当达到临界温度时,发生氢核聚变,原恒星诞生。年轻恒星的表面温度非常低。然而,我们通常无法看到这些原恒星,因为它们经常被灰尘覆盖,只能发出肉眼看不见的远红外光谱中的光,这使得它们很难用光学望远镜探测到。天文学。
随着原型恒星在重力的影响下继续收缩,它变得越来越热,并在分光光度计图中向左移动。质量不到太阳1%的“恒星”最终会因气体压力而停止收缩。这些恒星与木星一样,被称为“棕矮星”或“巨行星”。它没有点燃自己的氢气,而是逐渐变暗。这些恒星的生命周期在分光光度计图中显示为向下的曲线。
质量大于005到007个太阳质量的恒星会收缩并变得越来越热,直到它们的核心变得足够热以开始燃烧氢。当一颗恒星“开启”其氢燃烧阶段时,它就已经达到了其生命周期的“主序列”,可以被认为是一颗真正的恒星,而不是原恒星、褐矮星或行星。“主序带”由分光光度曲线表示,它代表燃烧氢并熔化成氦的恒星。核心的核聚变过程释放出热量和光,使恒星能够抵抗进一步的引力塌缩并发光。恒星一生的大部分时间都在“主序带”上的某个时刻度过。在分光光度计图中,超大质量恒星位于“主序带”的顶部,发出非常明亮的蓝色光,而低质量恒星则相对较暗,发出微红的光。我们的太阳位于这两个极端之间。
最终,恒星核心的氢聚合物被耗尽。核心主要变成氦气,而氢气在燃烧过程中离开核心,在核心周围形成火热的外壳。此时,核心再次开始塌缩,但恒星的外部区域被向外推。恒星逐渐冷却并变亮。这就是红巨星阶段。大约50亿年后,当太阳达到红巨星阶段时,它的体积可能会增大并吞没水星、金星和地。
白矮星被认为是中低质量恒星演化阶段的最终产物,银河系中有97颗恒星属于这一类。中低质量恒星经历生命的主序阶段,氢聚变反应结束后,在核心进行氦聚变,燃烧氦,变成碳和氧的3-氦,然后膨胀成为明星。红巨星。如果红巨星没有足够的质量来产生更高的温度来融合碳,碳和氧就会在其核心积聚。当外层气体被释放形成行星状星云后,只剩下核心,而这个残余物最终成为白矮星。因此,白矮星一般由碳和氧组成。然而,核心温度可能会达到足以熔化碳的温度,但还不足以熔化氖,这可能导致形成一颗由氧、氖和镁组成的核心的白矮星。同样,一些由氦组成的白矮星是由于双星的质量损失而产生的。
白矮星内部不再有任何物质进行核聚变反应,因此不再产生能量,聚变热也不再用于抵抗引力塌缩,而是由超致密物质产生的电子简并压力来维持。在物理学中,对于不旋转的白矮星来说,电子简并压力所能支撑的最大质量是太阳质量的14倍,这就是德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量接近这个极限,通常是通过伴星的质量转移,并且可以通过称为碳爆炸的过程爆炸为Ia型超新星。
白矮星形成的温度非常高,目前发现的最热的白矮星是HD62166,中心位于行星状星云NGC2440。表面温度约为200,000K。但由于它没有能源,所以会逐渐释放热量,逐渐冷却。这意味着从最初的高色温开始,辐射量随着时间的推移逐渐减少,变成红色。经过很长一段时间,白矮星的温度冷却到不再发光,变成了一颗冷黑矮星。然而,当前的宇宙仍然如此年轻,即使是最古老的白矮星仍然辐射着数千开尔文的温度,而黑矮星还不存在。
由中等质量恒星演化而来的红巨星的后主序演化分为两个阶段。即一颗惰性核心为氦的红巨星分支星和一颗惰性核心为碳的渐近巨分支星。渐近巨星分支中的恒星在氢燃烧壳层内有一个氦燃烧壳层,而红巨星分支中的恒星只有一个氢燃烧壳层。在这两种情况下,含氢壳层的加速燃烧立即超过核心并使恒星膨胀。当外层从核心向外膨胀时,重力的影响就会减弱,因此它的膨胀速度比能量增加时膨胀的速度要快。这导致恒星的表面温度下降,恒星的外层变得比主序带更红。
红巨星阶段是紧接着离开主序带之后的阶段。最初,红巨星分支恒星的核心会塌陷,因为核心内部的压力不足以平衡重力。这种引力塌缩释放的能量立即加热了惰性核心周围的氢壳,导致同心壳内的氢继续燃烧。低太阳质量红巨星的核心继续塌缩,直到其电子的简并压力变得足够密集以抵抗重力。当这种情况发生时,原子核达到流体静力学平衡。电子的简并压力足以平衡重力压力。核心的重力压缩靠近核心的氢壳层,导致氢比相同质量的主序恒星燃烧得更快。相反,这会导致恒星变得更亮并膨胀,并且膨胀超过了光度的增加,从而降低了其有效温度。
对于质量极大的恒星(质量超过太阳的5到10倍),恒星会多次膨胀和塌缩成巨大的分支,直到准备好燃烧铁。然而,铁聚变并不释放能量,而是吸收热量。因此,在巨分支阶段,恒星将继续碰撞,铁芯将继续塌缩并加热,直到铁准备好融合。然而,一旦核聚变开始,它会很快吸收周围的所有热量,从而冷却核心。所有的核聚变突然停止,恒星爆炸了。这次爆炸是超新星爆炸,是宇宙中最大的爆炸之一。在一段时间内,一颗超新星的亮度可能比整个星系还要亮。超新星爆炸后,根据原始恒星的质量,核心可能会残留白矮星、中子星或黑洞。
因此,根据质量的不同,恒星会在行星状星云或超新星中结束其生命,留下核心作为致密物体,如白矮星、中子星或黑洞。
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一、恒星的演化过程?
这颗恒星是一个由发光等离子体——组成的巨大体,主要由氢、氦和痕量——较重元素组成。银河系中约有3000亿颗恒星,恒星的亮度称为星等,恒星越亮,星等越低。天文学家还编制了恒星目录以促进研究。
恒星产生的能量通过核心的核聚变向外转移,然后从表面释放到太空中。当核心的核反应耗尽时,恒星的生命很快就会结束。已到达生命终点的恒星也含有简并物质。不同大小和质量的恒星会导致不同的结果,包括白矮星、中子星和黑洞。两颗或多颗受引力束缚的恒星可以形成双星或双星团,当这些恒星处于相对较近的轨道上时,它们之间的物质交换可能对其演化产生重要影响。
恒星的两个重要属性是温度和绝对星等。大约100年前,丹麦的EinarHertzsprung和美国的HenryNorrisRussell分别创建了赫兹橡胶图来确定温度和亮度之间是否存在关系,我画了一个图,称为H-R图。在赫罗图中,大多数恒星形成一个对角线区域,在天文学中称为主序带,随着恒星绝对星等的增加,其表面温度也会增加。超过90颗恒星属于主序带,太阳就是其中之一。巨星和超巨星在赫罗图上的位置较高且偏右。白矮星表面温度较高,但亮度不高,因此仅位于图的中部和底部。
恒星演化是恒星在其一生中不断发生的变化。恒星的寿命取决于恒星的大小。单颗恒星的演化过程无法被完全观测到,因为它太慢而难以被探测到。因此,天文学家观察了许多处于生命不同阶段的恒星,并使用计算机模型来模拟它们的演化。
二、恒星的历史?
恒星演化是恒星在其一生中经历的一系列快速变化。根据质量的不同,恒星的寿命从最大质量恒星的数百万年到最小恒星的比宇宙年龄长数万亿年不等。所有恒星都是由气体和尘埃(通常称为星云或分子云)的塌缩而诞生。经过数百万年,原恒星达到平衡并进入所谓的主序状态。恒星一生的大部分时间都通过核聚变产生能量。
最初,主序星通过在其核心将氢融合成氦来产生能量,然后氦核在其核心中占据主导地位。像太阳这样的恒星从核心开始,在壳中将氢融合成氦。通过这个过程,恒星的体积逐渐增大,并经历亚巨星阶段,直至达到红巨星状态。质量超过太阳一半的恒星可以通过将核心中的氢融合成氦来产生能量,而质量更大的恒星可以在同心圆中依次产生更重的元素。
三、恒星的演化历程?
第一阶段是星云阶段,其中极薄的物质凝结成星云,并进一步形成原恒星。
第二阶段是原恒星阶段,原恒星逐渐发展成为恒星。处于缓慢收缩阶段的天体通常称为原恒星。原恒星收缩形成额外恒星的过程持续数百万至数千万年。
恒星的演化过程与人的一生类似,都会经历从青春期到更年期、老年期的过程。
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