恒星的演化历程是什么?(太阳会爆炸吗?)
恒星的演化大体可分为如下阶段:一、主序是以前的阶段--恒星处于幼年时代。二、主序是星阶段--恒星处于壮年期。三、红巨星阶段--恒星处于中年期。四、白矮星阶段--...
很高兴有机会和大家一起谈论什么叫做黑矮星的话题。这个问题集合包含了一些常见和深入的问题,我将详细回答每一个问题,并分享我的见解和观点。
恒星的演化历程是什么?
恒星的演化大体可分为如下阶段:一、主序是以前的阶段--恒星处于幼年时代。二、主序是星阶段--恒星处于壮年期。三、红巨星阶段--恒星处于中年期。四、白矮星阶段--恒星处于老年期。大多数恒星的一生,大体是这样度过的。
我们首先来看恒星的一生:
恒星的诞生
在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10~100K,密度约10-24~10-23g/cm3,相当于1cm3中有1~10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的,通常是成块地出现,形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢,处于电中性或电离态,其余约?是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子,如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多,那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下,星云会向内收缩并分裂成较小的团块,经过多次的分裂和收缩,逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时,一颗新恒星就诞生了。'
主序星
恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段。处于主序阶段的恒星称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期,恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。这是一个相对稳定的阶段,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。恒星停留在主序阶段的时间随着质量的不同而相差很多。质量越大,光度越大,能量消耗也越快,停留在主序阶段的时间就越短。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。太阳现在的年龄为46亿多年,它的主序阶段已过去了约一半的时间,还要50亿年才会转到另一个演化阶段。与其他恒星相比,太阳的质量、温度和光度都大概居中,是一颗相当典型的主序星。主序星的很多性质可以从研究太阳得出,恒星研究的某些结果也可以用来了解太阳的某些性质。
红巨星与红超巨星
当恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦构成的核球之后,氢聚变的热核反应就无法在中心区继续。这时引力重压没有辐射压来平衡,星体中心区就要被压缩,温度会急剧上升。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,热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大,氢燃烧层也跟着向外扩展,使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。转化期间,氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多,但星体表面温度不仅不升高反而会下降。其原因在于:外层膨胀后受到的内聚引力减小,即使温度降低,其膨胀压力仍然可抗衡或超过引力,此时星体半径和表面积增大的程度超过产能率的增长,因此总光度虽可能增长,表面温度却会下降。质量高于4倍太阳质量的大恒星在氦核外重新引发氢聚变时,核外放出来的能量未明显增加,但半径却增大了好多倍,因此表面温度由几万开降到三、四千开,成为红超巨星。质量低于4倍太阳质量的中小恒星进入红巨星阶段时表面温度下降,光度却急剧增加,这是因为它们外层膨胀所耗费的能量较少而产能较多。
预计太阳在红巨星阶段将大约停留10亿年时间,光度将升高到今天的好几十倍。到那时侯,地面的温度将升高到今天的两三倍,北温带夏季最高温度将接近100℃。
大质量恒星的死亡
大质量恒星经过一系列核反应后,形成重元素在内、轻元素在外的洋葱状结构,其核心主要由铁核构成。此后的核反应无法提供恒星的能源,铁核开始向内坍塌,而外层星体则被炸裂向外抛射。爆发时光度可能突增到太阳光度的上百亿倍,甚至达到整个银河系的总光度,这种爆发叫做超新星爆发。超新星爆发后,恒星的外层解体为向外膨胀的星云,中心遗留一颗高密天体。
金牛座里著名的蟹状星云就是公元1054年超新星爆发的遗迹。超新星爆发的时间虽短不及1秒,瞬时温度却高达万亿K,其影响更是巨大。超新星爆发对于星际物质的化学成分有关键影响,这些物质又是建造下一代恒星的原材料。
超新星爆发时,爆发与坍塌同时进行,坍塌作用使核心处的物质压缩得更为密实。理论分析证明,电子简并态不足以抗住大坍塌和大爆炸的异常高压,处在这么巨大压力下的物质,电子都被挤压到与质子结合成为中子简并态,密度达到10亿吨/立方厘米。由这种物质构成的天体叫做中子星。一颗与太阳质量相同的中子星半径只有大约10千米。
从理论上推算,中子星也有质量上限,最大不能超过大约3倍太阳质量。如果在超新星爆发后核心剩余物质还超过大约3倍太阳质量,中子简并态也抗不住所受的压力,只能继续坍缩下去。最后这团物质收缩到很小的时候,在它附近的引力就大到足以使运动最快的光子也无法摆脱它的束缚。因为光速是现知任何物质运动速度的极限,连光子都无法摆脱的天体必然能束缚住任何物质,所以这个天体不可能向外界发出任何信息,而且外界对它探测所用的任何媒介包括光子在内,一贴近它就不可避免地被它吸进去。它本身不发光并吞下包括辐射在内的一切物质,就象一个漆黑的无底洞,所以这种特殊的天体就被称为黑洞。黑洞有很多奇特的性质,对黑洞的研究在当代天文学及物理学中有重大的意义。
科学家发现,在木星和土星的表面散放出来的能量比它们所吸收的能量要多,这就意味着木星和土星也可以发光,只是它们发出的是远红外线而不是可见光而已。
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恒星怎么分类?
恒星分类是依据光谱和光度进行的二元分类。
在通俗的简化的分类中,前者可由恒星的颜色区分,后者则大致分为“巨星”和“矮星”,比如太阳是一颗“黄矮星”,常见的名称还有“蓝巨星”和“红巨星”等。根据维恩定律,恒星的颜色与温度有直接的关系。所以天文学家可以由恒星的光谱得知恒星的性质。
依据恒星光谱,恒星从温度最高的O型,到温度低到分子可以存在于恒星大气层中的M型,可以分成好几种类型。而最主要的型态,可利用"Oh,Be
A Fine Girl,Kiss
Me"(也有将"girl"改为"guy")这句英文来记忆。
各种罕见的光谱也有各特殊的分类,其中比较常见的是L和T,适用于比M型温度更低和质量更小的恒星和棕矮星。每个类型由高温至低温依序以数字0到9来标示,再细分10个小类。此分类法与温度高低相当符合,但是还没有恒星被分类到温度最高的O0和O1。
扩展资料:
恒星的形成:
在宇宙发展到一定时期,宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。
当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加。
气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为星坯。
百度百科—恒星
宇宙中都有什么啊?
放开眼界,环顾整个宇宙,浩瀚无垠。宇宙中都有些什么呢?
我们居住的地球是太阳的一个大行星。太阳系中的九个大行星以太阳为中心由内向外排列的顺序是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。其中除了水星和金星外,其余七颗行星都有自己的卫星,目前,太阳系中已发现的卫星有近50颗。在太阳系中,还有为数众多的小行星、彗星、流星和陨星等。那么,在太阳系之外,还有什么呢?
在晴朗的夜晚,天空布满了星星,其中,恒星占绝对多数。恒星,就是像太阳一样自己能够发光的天体。我们银河系就有上千亿颗恒星。恒星的体积、光度、质量和密度等都有很大差别。有的星星很亮,光度比太阳大上百倍到一万倍,这种星叫巨星。有的星星,光度比太阳亮上万倍到几百万倍,半径可超过太阳的一千倍,叫做超巨星。还有一种光度低、体积小而密度极大的白色星叫白矮星。
有的白矮星光度小到只有太阳的几万分之一,体积只有地球的几十分之一大,而密度却大到每立方厘米几百公斤、几吨甚至上千吨。目前已经发现的白矮星就有1000多颗,据估计,光我们银河系的白矮星就有100亿颗。1967年,人们发现了一种快速自转的中子星,又叫脉冲星。中子星是恒星中最小的侏儒,大多数中子星的直径只有10公里左右,可是它的密度却大得惊人,每立方厘米达1亿吨,如果用万吨巨轮来拖,中子星上1立方厘米的物质需要1万艘才能拖得动。已发现的中子星有300多颗。
恒星除了以单个的形式存在于宇宙空间外,还有由两颗或两颗以上至10颗左右的恒星在一起组成的具有物理联系的恒星集体,它们分别称为双星和聚星。现已了解到,仅就太阳系附近的空间来说,属于双星和聚星的恒星数目,就有一半之多。还有由几十颗到几十万颗恒星组成的恒星集团,称为星团。银河系里已发现的星团有1000多个,还有很多没有发现的,估计有18000个。
在恒星世界里,还有一些亮度会发生变化的星,称为变星。它们的变化有的很有规律,有的没有什么规律。有时候,在天空中某个地方会突然出现一颗很亮的星,它的亮度变化非常突然而且剧烈,在两、三天的时间内迅速增加,以后再慢慢减弱,在几年或几十年之后才恢复原来的亮度。由于这种星离我们比较远,比较暗,所以在没有变亮的时候,一般看不到。变亮时光度突然增加几万、几十万甚至几百万倍,才被我们看到,因此称为新星,我国古代叫“客星”或“暂星”。还有一种亮度增加得更厉害的恒星,叫“超新星”,它的实际亮度比太阳还要亮几千万倍到几亿倍。目前在银河系中发现的新星有150多颗,超新星只有8颗,而在河外星系里发现的超新星已超过500颗。
通过望远镜观测或拍摄照片,可以看到一些会发光的云雾状的天体,叫做“星云”。最初人们把星云分成两大类,一类是银河星云,或河内星云,一类是河外星云。银河星云就是在银河系范围以内的星云,是由极其稀薄的气体和尘埃组成。银河星云包括行星状星云和弥漫星云两大类。行星状星云是一种呈圆盘状的、淡淡发光的天体,从外貌上看很像遥远的行星的样子。在行星状星云的中央,常有一个很小的核心,那是一颗高温恒星。有些行星状星云呈圆环形状,天琴座环状星云就是一个有名的典型行星状星云。已发现的行星状星云有1000多个,估计在整个银河系中约有4-5万个。弥漫星云的形状很不规则,而且没有明显的边界。弥漫星云比行星状星云大得多,也暗得多。它的密度极小极小。“河外星云”与银河星云的本质是完全不同的。在大型天文望远镜建造使用后,人们发现“河外星云”并不是星云,而是由几亿、几百亿甚至几千亿颗恒星组成的与银河系同级的庞大的恒星系统。因此,现在一律改称“河外星云”为“河外星系”,简称“星系”。“河外星系”距离我们实在太遥远了,以至看起来就像小小的、发光的斑点。现在已经能够观测到的河外星系有10亿个以上,但用肉眼能够看到的只有大、小麦哲伦星云和仙女座星云。星系的聚集方式和恒星非常相似,孤立的星系是极个别的,绝大多数星系都是属于各种类型星系集团中的一员。两个星系聚集在一起,组成了双重星系。三个以上到十几个星系聚集在一起的,称为星系群。上百个至上万个星系聚集在一起的星系集团,则称为星系团。60年代以来还发现了一种像星星一样的光点,它的光度、质量和星系一样,我们叫它类星体。目前已发现的类星体有1500多个。
在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里,还有些什么呢?是绝对真空的吗?人们通过观测发现,星光在穿过星际空间以后,被大大减弱了,这一现象证实了星际空间并不是真空的,而是存在着物质。不过那里的物质极其稀薄,平均每立方厘米的空间内仅有0.1-1个原子。若按地球上的标准来衡量,这够得上标准的真空了。甚至地球上的高标准真空实验室都赶不上它。尽管星际空间物质密度如此稀薄,但它却像雾一样遮住了天文学家观测的视野,使他们难以辨别远方的星星。观测结果表明,这些物质90%是气体,另有10%是极小固体尘埃。气体中90%是氢,10%是氦;尘埃中有水和甲烷的结晶以及石墨、二氧化硅及铁镁等物质。1969年发现了其中还有甲醛这样复杂的有机分子。此外,在广阔的星际空间里还存在有宇宙线和极其微弱的星际磁场。
前面谈到的各种天体系统包括行星、太阳系、恒星、星团、星云、星系、星系群、星系团、星际物质等,都不是孤立地存在的,也不是固定不变的,而是在不断地运动、变化和互相转化。所有这些天体,构成了现在我们可以观测到的宇宙。根据目前仪器的能力,它的范围可达100多亿光年。我们把它们的总体叫做总星系。总星系之外还有些什么,是什么样子,随着科学技术的发展,今后将会逐步了解。
太阳会爆炸吗?
会的, 太阳的质量不足以爆发为超新星。在50亿年后,太阳内的氢消耗殆尽,核心中主要是氦原子,太阳将转变成红巨星,当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时,太阳外层将会膨胀。当其核心温度升高到100000000K时,将发生氦的聚变而产生碳,从而进入渐近巨星分支,而当太阳内的氦元素也全部转化为碳后,太阳将不再发光,成为一颗黑矮星(Black dwarf)。 地球的最终命运还不清楚。太阳变成红巨星时,其半径可超过1天文单位,超出地球目前的轨道,是当前太阳半径的260倍。然而,届时作为渐近巨星分支恒星,太阳将会由于恒星风而失去当前质量的约30%,因而行星轨道将会外推。仅就此而言,地球也许会幸免被太阳吞噬。然而,新的研究认为地球还是会因为潮汐作用的影响而被太阳吞掉。即使地球能逃脱被太阳熔融的命运,地球上的水将被蒸发而大气层也会散逸。实际上,即使太阳还是主序星时,它也会逐步变得更亮,表面温度缓慢上升。太阳温度的上升将在9亿年后导致地球表面温度升高,造成目前我们所知的生命无法生存。其后再过10亿年,地球表面的水将完全消失。 红巨星阶段之后,由热产生的强烈脉动会抛掉太阳的外壳,形成行星状星云。失去外壳后剩下的只有极为炽热的恒星核,它将会成为白矮星,在漫长的时间中慢慢冷却和暗淡下去。这就是中低质量恒星的典型演化过程。 太阳最后可能成为黑矮星、中子星、新星或超新星。原因是:木星是太阳系中体积最大的一颗行星,它的体积是地球的1300多倍,质量也大得惊人,大约是其他日颗行星质量总和的2.5倍,而且木星还有63颗卫星。因此,木星素来有太阳系“老大哥”的称号。 然而,这位“老大哥”个子虽大,却非常软弱无力,其平均密度还不及地球平均密度的1/4,平均每立方厘米的物质仅重1.33克,只比地球上的水稍重一点点。这无异于是在告诉我们,木星是颗液态的星球。实际上,木星也的确没有地球陆地那样的固体表面。其表面是液态氢形成的“海洋”。因此,人类如果能够登陆木星,那么他们在木星上是站不住脚的,他们只能像鱼儿一样游动着前进,或者可以把宇宙飞船建成水中的船舶一样,然后手握着船桨在木星上荡漾。 木星上的氢气之所以会变成液态的形式,那是由于木星自身重量和体积太大的缘故。 木星是颗特殊的行星,这不仅因为它个大且沉的缘故,还因为它具备了恒星的某些特征。首先,木星表面的温度为-148℃,而根据木星从太阳那里获得的能量计算,木星表面的温度应该只有-168℃才对,那么中间20℃的温差怎样解释呢?不仅如此,我国天文学家经过长期的研究发现,几千年来,太阳系的亮度正在呈现减弱的趋势,而木星却相反,它的亮度每年竟然会增加2%,这种反其道而行之的现象说明了什么呢?难道木星内部存在热源?如果木星内部存在热源的话,那么木星在吸收且反射太阳能量的同时自身还要向外辐射热量。为了证明这一点,科学家们进行了深入的研究,结果发现木星释放的能量是它从太阳那里所获得能量的两倍,这就说明其中的能量有一半来自于木星内部,只有这样,才能合理解释木星能量收支不平衡的状况。 行星是无法自己发光发热的,那么发光发热的木星又怎么会归属于行星呢?所以很多科学家认为,木星并不是严格意义上的行星,他们相信,未来的木星将会演变成真正的恒星。 木星是由液态氢和一些氦气所构成,它同太阳有着类似的大气成分。虽然木星目前的体积和质量分别只及太阳的1/1000,但科学家们指出,木星凭借自身巨大的引力,它正在吸收大量的星际气体和尘埃。木星的质量必将朝着越来越大的方向发展。而一旦木星质量比现在再大十几倍,它内部的物质就会发生热核反应。况且,木星还在不断吸收太阳的热量,长此以往,木星的能量将会越来越大,越来越热且亮。这样,30亿年后,当太阳临近它的暮年之时,木星就能一跃成为恒星,从而取代太阳的地位。最终木星会像太阳那样“木”光普照大地。当太阳脱掉外壳时,木星的质量已是现在的2.5倍,有足够的引力把太阳的外壳俘获。木星逐渐吸收了太阳的外壳,成为了一颗“太阳”(标准恒星)。再过50亿年,木星会成为一颗红巨星,太阳会由白矮星变为黑矮星,但依然保持着强大的引力。太阳会逐渐吸收木星表面的气体,当气体达到一定质量时,太阳就会变为新星。当气体达到钱德拉塞卡极限时,就会变为中子星或产生超新星爆发。
恒星死亡后的三种形态 为什么会爆炸
宇宙中所有的生物不可能永远存在,也会有死亡的一天,恒星也不例外,恒星死亡后会以是三种形态存在,有些恒星死亡后甚至会爆炸,那是为什么呢?那么下面就由 星座知识 为大家揭晓下原因吧!一起来看看吧!
问:恒星死亡后的三种形态
答:白矮星、中子星、黑洞
我们常常把恒星的主序星阶段的终结看作恒星的死亡,恒星死亡后最终会变成白矮星、中子星、黑洞等三者之一。
怎样的恒星死亡后才会变成白矮星呢?想要死亡后变成白矮星,该恒星就必须是中小型恒星,在死亡过程中形成星壳和星核两部分,星壳向外抛射出去,星核向内坍缩,如果星核质量不大于太阳质量的1.44倍,就会形成白矮星。白矮星在高压下,原子被压碎,电子会脱离轨道变成自由电子。
一般来说,这样的恒星死亡前的质量大约在太阳质量的8~10倍以下。根据理论推测,白矮星大概占总恒星数的10%左右。
而恒星想要变成中子星,那它的质量就必须在太阳质量的8~10倍以上,30倍以下,这样才能保证恒星在死亡时发生超新星爆炸,爆炸后内核的质量保持在1.44~3.2倍太阳质量之间,最后在高压下,不仅原子被压碎,原子核也被压碎,质子和电子结合形成中子,最后,所有的中子压缩在一起形成中子星。
中子星并不是恒星的最终状态,它还可以进一步演化。当它的能量量消耗完以后,中子星将变成不发光的黑矮星。白矮星其实也可以变为黑矮星,只是时间比较长,需要200亿年。
下面我们说恒星死亡后的最后一种状态,也是最神秘和未知的状态:黑洞。
想要在死亡后变成黑洞,那该恒星死亡前的质量就必须在太阳质量的30倍以上,且爆炸后内核质量在太阳质量的3.2倍以上,这样才能形成神秘而又未知的黑洞。
恒星死亡后为什么会爆炸
恒星中有类行星叫做僵尸恒星,所谓的僵尸恒星是指已经快要死亡或者已经死亡的恒星,但是它还存在着某些活动迹象。当僵尸恒星在死亡之前,都会用剧烈的爆炸来结束一切,另外也有一种可能就是僵尸恒星通过吞噬周围的物质而起死回生。这一种恒星可能是先内部坍塌,而表面却看不出什么破绽,但之后,恒星内部发生大爆炸,之后内外都产生爆炸,最后消失。
好了,关于“什么叫做黑矮星”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“什么叫做黑矮星”有更全面、深入的了解,并且能够在今后的工作中更好地运用所学知识。