恒星从诞生到结束的经历(什么是恒星它那亿年)
图解:这个艺术创造描绘了一个宇宙中的一颗褐矮星,或者说是失败的恒星,创作:NASA/JPL-Caltech
一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星。听到这首儿歌,大家有没有思考过我们抬头所看见的星星究竟是什么?
如果我们抬头仰望夜空,会发现数百万颗如钻石般闪耀的恒星。这其实是由氢和氦构成的球形等离子体(非常炽热的气体)。恒星是由寒冷的气体云因重力塌缩而形成的。当气体被压缩时,它们会升温转化为等离子体。
恒星的内核温度取决于恒星的质量。当中心气体的温度被加热到足够高(大约为400万摄氏度)时,氢就会聚变成氦,并且产生光子。
恒星的大小与质量和光度成正比。一般来说,如果恒星的亮度比我们太阳暗,被称为矮星(dwarfs),若比太阳亮,则被称为巨星(giants)。
恒星的诞生
在小质量的等离子球体(小于太阳质量的8%)中,其核心温度不足以发生氢聚变,而成为一颗褐矮星(failed star),即失败的恒星。因为它没有足够的质量来维持聚变。
对于比褐矮星质量大的恒星,其核心的聚变会产生光和热,支撑着恒星免于进一步的塌缩。进入“主序”(main-sequence)阶段,这是恒星生命中最长的一个阶段。
主序星
主序阶段的确切长度取决于恒星的质量:恒星的质量越小,其燃烧它全部氢的时间也就越长。我们太阳的主序阶段大约为100亿年,太阳现正值中年。
在恒星的主序阶段,恒星把内核所有的氢聚变成氦。当大部分氢被燃烧后,内核开始塌缩并产生更多热量。
氢壳,在那里依然有一些氢聚变成氦,恒星开始膨胀来散发热量,这时它变的更冷更亮。这被称为红巨星阶段。巨星的亮度为太阳的亮度为太阳的十倍到几千倍之间。
超巨星甚至更亮,其亮度超过太阳亮度的1万倍(有时甚至达到数百万倍)。红超巨星的半径约为太阳的200到800倍,其质量约为太阳的10倍。
质量非常大恒星可以产生足够的热量成为蓝超巨星。它们的质量可以是太阳的10到100倍。
恒星的凋亡
一个像太阳这样的恒星,其核心最终将没有足够温度去维持它的外层,因此在它耗尽所有的氢后,外层会被抛出。之后演变成行星状星云(本质是是环绕恒星的气体云),其恒星富含碳元素的内核温度会下降变成“白矮星”。恒星达到9倍太阳质量会变成结构不同的白矮星。
比白矮星质量更大的恒星会塌缩爆发为狂暴的超新星,它们大部分的质量会散失在周围的介质中。其残余的小部分富含铁元素的核心会继续塌缩到主要由中子构成。称为中子星。
恒星质量超过25倍太阳质量在爆发后会产生黑洞。黑洞是恒星经过超新星爆发后其核心质量为3倍太阳质量形成的。
图解:资料显示: 第谷超新星遗迹X-ray: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al.; 视觉效果: DSS
一些超新星爆发后留下的残骸还会演变为更多的恒星和行星。这就是为什么说我们是由“星尘”构成的。
猎户座
那么我们怎么在夜空中找到这些失败的恒星、巨星和超新星呢?猎户座,一个迷人的地方,在那你可以看到不同类型的恒星不同的生命阶段。
猎户座最亮的一颗星是参宿七(Rigel),它是一颗蓝超巨星,质量是太阳的20倍,半径是太阳的100倍。
第二亮的是参宿四(Betelgeuse),一颗红超巨星,10倍太阳质量,半径是太阳的1000倍!参宿四已经进入生命的末期了。
在猎户座的“剑”部分,有一片看起来很模糊的区域,那是猎户座星云。在这里新的恒星在气体和尘埃构成的分子云中诞生。这些新恒星向周围的其它发光,使星云也充满光辉。猎户座星云中一些明亮的恒星是我们肉眼可见的,它们构成了这个星座。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. phys-北落师门- Akila Jeeson
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