恒星演變論文

1、恒星的演變距離我們最近的恒星，太陽，是我們地球生命循環(huán)的最原始動力。無 論地球本身的存在是那么的巧合，但是太陽始終是驅(qū)動著這個太陽系的最 原始的動力，如果太陽不亮了，那會怎樣所以自古以來，人們就開始觀察 太陽，了解我們的世界。通過科學家觀察天空所得，太陽只是無數(shù)在天空中閃耀的恒星的其中 之一。我們對宇宙和天空的探索，絕不僅僅止于了解太陽。而是了解我們 的宇宙，了解恒星，了解恒星從哪里來，而又會到哪里去。恒星的誕生恒星的演化開始于之中。此時，太空中的粒子大約是每立方厘米 到1 個氫原子，但是巨分子云的密度是每立方厘米數(shù)千到百萬個氫原子。一個 巨分子云包含數(shù)十萬到數(shù)千萬個，直徑甚至為50到300o

2、在巨分子云環(huán)繞星系旋轉(zhuǎn)時，某些事件可能造成它的。坍縮過程中的 會造成巨分子云碎片不斷分解為更小的片斷。質(zhì)量少于約50太陽質(zhì)量的 碎片會形成恒星。在這個過程中，氣體被釋放的所加熱，而也會造成星云 開始產(chǎn)生之后形成。恒星形成的初始階段兒乎完全被密集的星云氣體和灰塵所掩蓋。通常, 正在產(chǎn)生恒星的星源會通過在四周光亮的氣體云上造成陰影而被觀測到, 這被稱為。質(zhì)量非常小的原恒星溫度不能達到足夠開始氫的反應，它們會 成為。質(zhì)量更高的原恒星，核心的溫度可以達到1,000萬，可以開始將氫 先融合成氟，再融合成氨。在質(zhì)量略大于的恒星，在能量的產(chǎn)生上貢獻了 可觀的數(shù)量。新誕生的恒星有各種不同的大小和顏色。的范圍從

3、高熱的藍 色到低溫的紅色，質(zhì)量則從最低的太陽質(zhì)量到數(shù)十倍于太陽質(zhì)量。恒星的 亮度和顏色取決于表面的溫度，而表面溫度又由質(zhì)量來決定。恒星的成熟根據(jù)恒星質(zhì)量的大小，分別為低質(zhì)量恒星的成熟，中等質(zhì)量恒星的成 熟，和大質(zhì)量恒星的成熟，都是各有不同。質(zhì)量低于太陽質(zhì)量的恒星，屬于低質(zhì)量恒星。這些恒星在核心的氫融 合停止之后，很單純的僅僅因為沒有足夠的質(zhì)量在核心產(chǎn)生足夠的壓力, 因此不能進行氨核的融合反應。這類恒星在消耗掉氫元素之前，被稱作, 像是，其中有些的壽命會比太陽長上數(shù)千倍。目前的天文物理學模型認為太陽質(zhì)量的恒星，在主序帶上停留的時間 可以長達6萬億年，并且要再耗上數(shù)千億年或更多的時間，才會慢慢的塌

4、 縮成為。如果恒星的核心缺少對流（被認為有點像現(xiàn)在的太陽），它將始 終都被數(shù)層氫的外層包圍著，這些也許都是在演化中產(chǎn)生的氫層；但是, 如果恒星有著完全的對流（這種想法被認為是低質(zhì)量恒星的主角），在它 的周圍就不會分出層次。如果真的這樣，它將如同下面所說的中等質(zhì)量恒 星一樣，它將在不引起氨融合的情況下發(fā)展成為；否則，它將單純的收縮， 直到電子簡并壓力阻止重力的崩潰，然后直接轉(zhuǎn)變成為白矮星。對于中等質(zhì)量的恒星來說就是另一種情況，在核心外圍數(shù)層含有氫的 殼層在核融合反應的加速下，立刻造成恒星的膨脹。因為這是在核心外圍 的數(shù)層，因而它們所受到的重力較低，它們擴張的速率會比能量增加的更 快，因此會造成溫

5、度的下降，并且使得它們比在主序帶的階段還要偏紅。像這樣的恒星就稱為。包括在內(nèi)的和的，都是紅巨星。50億年后，我們的 太陽也將由主序星演變成這樣的紅巨星，膨脹的太陽將逐步燃燒吞食水星、 金星和地球。質(zhì)量在數(shù)個太陽質(zhì)量之內(nèi)的恒星在電子簡并壓力的支撐下，將發(fā)展出 外圍仍然包覆著氫的氨核心。它的重力將數(shù)層的氫直接擠壓在氨核上，這 造成氫融合的反應速率比在主序帶上有著相同質(zhì)量的恒星更快。這反而使 恒星變得更為明亮（亮度增加1,000至10, 000倍）和膨脹；膨脹的程度 超過亮度的增加，核聚變反應速度的加速，導致的下降。恒星膨脹的是在外圍的，將物質(zhì)由靠近核融合的區(qū)域攜帶至恒星的表 面，并經(jīng)由湍流與表面的

6、物質(zhì)混合。除了質(zhì)量最低的恒星之外的所有恒星， 在內(nèi)部進行核融合的物質(zhì)在這個點之前都是深埋在恒星的內(nèi)部，經(jīng)由對流 的作用使核融合的產(chǎn)物第一次可以在恒星的表面被看見。在這個階段的演 變，結(jié)果是很微妙的，最大的效應是對氫和氨的造成的改變，但是尚未能 觀測到。有作用的是出現(xiàn)在表面的，較低的12C/13C比率和改變碳和氮的 比率。當圍繞著核心的氫被消耗時，核心吸收產(chǎn)生出來的氨，進一步造成核心的 收縮，并且使殘余的氫更快的進行核融合，這最終將導致（包括）在核心 進行。在質(zhì)量比太陽質(zhì)量更大的恒星，電子簡并壓力也許能將氨融合的延 后數(shù)百萬至數(shù)千萬年；在更重的恒星，氨核和迭加在外數(shù)層氣體的總質(zhì)量， 將使得電子簡

7、并壓力不足以延遲氨融合的過程。最終，紅巨星的核能源進一步枯竭之后，紅巨星將拋出一些氣體，形成“行星狀星云”。這個階段，紅巨星的中心部分將塌縮，形成小而高密、 高溫的白矮星。白矮星的密度一般在100t/cn?之間。白矮星溫度高，呈白 色；體積小，因而亮度小。隨著熱核反應的逐漸停止，白矮星將逐漸冷卻 成為黑矮星，黑矮星是一顆比鉆石還要硬的巨大星體。但是由于形成黑矮 星的時間太過于漫長，所以目前宇宙中還沒有真正意義的黑矮星。白矮星 的主要化學成分是高密度的碳和氧。在大質(zhì)量的恒星，在電子簡并壓力能夠成為主流之前，核心己經(jīng)大到 能夠?qū)⒂蓺淙诤袭a(chǎn)生的氨引燃。因此當這些恒星在膨脹和冷卻時，它們的 亮度不會比

8、低質(zhì)量的恒星大多少；但是它們會比低質(zhì)量恒星開始時的階段 亮許多，并且也會比低質(zhì)量恒星形成的紅巨星明亮，因此這些恒星被稱為。質(zhì)量特別大的恒星（大約超過40倍太陽質(zhì)量），會非常明亮和有著相 當高速的恒星風。在它們膨脹成為超巨星之前，因為強大的輻射壓力，傾 向于先剝離外面的氣體殼層，因而它們的質(zhì)量損失也非?？欤@導致它們 在主序帶的階段都維持著表面的高溫（藍白的顏色）。因為恒星的外殼會 被極端強大的輻射壓剝離，因此恒星的質(zhì)量不能超過當從外殼的基部獲得氫并融合成氨時，核心也逐漸變得更熱和更密集。 在大質(zhì)量的恒星，電子簡并壓力不足以單獨的阻止重力崩潰，至于每一種 在核心被消耗掉的元素，點燃更重的元素融合

9、之火，也都能暫時的阻止重 力崩潰。如果恒星的核心不是太重（質(zhì)量大約低于倍太陽質(zhì)量，考慮到在 這之前已經(jīng)產(chǎn)生了許多質(zhì)量的損耗），它也許可以如前所述的質(zhì)量較低恒 星，形成一顆白矮星，不同的是這種白矮星主要是由氧、氛和鎂組成。在核心崩潰之前，大質(zhì)量恒星的核心結(jié)構(gòu)是有如洋蔥般的層層排列。當原始恒星質(zhì)量達到某種程度時（估計是倍太陽質(zhì)量，并大約在10倍太 陽質(zhì)量以內(nèi)），核心的溫度可以達到的溫度開始形成氧和氮，而氨又會立 刻和殘余的氛融合成鎂；然后形成硫、硅和少量的其他元素。最后，溫度 達到任何一種元素都會被局部毀壞的高溫程度，通常都會釋放出粒子 （氨核），又立刻和其他原子核融合，所以有少數(shù)的原子核經(jīng)過整理

10、之后 會成為更重的原子核，而釋放出來的凈能量是增加的，因為打破母原子核 所釋放出來的能量大于融合成子原子核所需要的能量。核心質(zhì)量太大不能形成白矮星，又未能達到足以承受氤轉(zhuǎn)換成氧與鎂 的恒星，在融合成更重的元素之前，就將經(jīng)歷重力崩潰的過程。無論電子 捕獲造成溫度增加或降低，都會在重力崩潰之前構(gòu)成比原來小的原子核 （像是鋁和鈉），可以在重力崩潰之前對總能量的產(chǎn)生造成重大的沖擊。這也許對之后產(chǎn)生引人注目的超新星爆炸與拋出的元素和同位素豐度都 有影響。最特殊的情況是質(zhì)量最大的恒星可能在超新星爆炸中因為能量超過它 的而完全的被毀滅。這種罕見的事件，導致，事后的核心不會留下包括在 內(nèi)的各種殘骸。通常而言，

11、超過8 M0以上的太陽質(zhì)量的主序星在演變成超紅巨星之后, 中心溫度可升高到30億度，生成以鐵為中心的核，當生成的鐵核越來越 大，僅靠原子間的電子斥力已不能支撐它自身的重量，這時，鐵核進入白 矮星狀態(tài)，電子的泡利斥力將起來抗衡萬有引力。當鐵核質(zhì)量超過。時， 鐵核突然塌縮，電子將被壓入原子核中，與其中的質(zhì)子中和生成中子，成 為中子星。中子星和白矮星有些相似，它不是靠熱排斥或電磁作用來抗衡 引力，而是靠中子間的泡利斥力來抗衡。中子星是一種非常致密的天體, 它自身的萬有引力可將相當于一個太陽質(zhì)量的物質(zhì)壓縮在半徑為10千米 的球體內(nèi)。也就是說，一匙中子星的質(zhì)量差不多相當于地球上一座大山的 質(zhì)量。其密度高

12、達1億、10億t/ cm3o中子星的質(zhì)量有個上限，大約為34 M0,超過這一極限的中子星是不 穩(wěn)定的，會進一步塌縮形成黑洞。兒十年前，科學家們根據(jù)愛因斯坦廣義 相對論的理論研究，預言了一種叫做黑洞的天體。黑洞是一種奇怪的天體。 它的體積很小，而密度卻極大，每立方厘米就有兒百億噸英至更高。假如 從黑洞上取來一粒米那樣大的一塊物質(zhì)，就得用兒萬艘萬噸輪船一齊拖才 能拖得動它。如果使地球變成一個黑洞，其體積就象一個乒乓球。因為黑 洞的密度大，所以它的引力也特別強大。黑洞內(nèi)部的所有物質(zhì)，包括速度 最大的光都逃脫不了黑洞的巨大引力。不僅如此，它還能把周圍的光和其 它的物質(zhì)吸引過來。黑洞就象一個無底洞，任何

13、東西到了它那兒，就不用 想再出來，給它命名黑洞是再形象不過了。恒星的殘骸恒星的殘骸主要有三種情況，第一種比較常見的是白矮星，第二種是 中型到大型恒星死亡后形成白矮星由于重力坍縮形成中子星，第三種是巨 星恒星坍縮以后形成中子星再進而二次坍縮形成的黑洞。人的一生只有短短的兒十年，而在這有限的歲月中，要探索和研究這 個浩瀚的宇宙。對于人類而言，不僅是一種對未知的求知欲，也是通過探 索宇宙來保護我們這顆地球。太陽活動和口地空間中發(fā)生的過程對地球環(huán) 境、氣象、水文及通信都有極大的影響，太陽活動預報已成為國民經(jīng)濟、 國防及宇航中是不可缺少的。對于天文學中的天體，星系，宇宙等各種星體之中，最感興趣的就是 恒

14、星。恒星能夠兒億年的放出巨大的能量，到底是什么東西在驅(qū)動這個巨 大火熱的熔爐這個熔爐是從哪里來的，又從哪里去聽過老師的課，看過那些科技視頻，我才對宇宙有了更深一步的認識。恒星是太空中的星云碰撞，摩擦，產(chǎn)生引力，互相吸引形成一個巨大的星 體。而那些太空中的氫氣互相摩擦，形成核聚變，發(fā)出大量的能量。這些 能量又繼而推動其他的氫氣進行放熱。原來恒星是一個巨大的煤氣爐，一 個燃燒氫氣的巨大的煤氣爐。而這個煤氣爐會產(chǎn)生什么呢會產(chǎn)生氨氣，氨氣與氫氣因為引力被擠壓, 又會形成碳，在更加巨大的煤氣爐里面，甚至這些氨氣會形成鐵。這些恒 星最終燃燒殆盡后，會形成白矮星或者中子星。文中說到，一些中子星的 密度之大，是一勺子的質(zhì)量是我