恒星的一生是怎樣的 恒星的一生是怎樣的
恒星通常是在星際氣體中誕生的。在宇宙中，當(dāng)星際氣體的密度增加到一定程度時(shí)，由于其內(nèi)部引力的增長大于氣體壓力的增長，這團(tuán)氣體云就開始收縮。這樣的傾向一開始，其自身引力使巨量物質(zhì)的密度普遍增大。巨大質(zhì)量的星際物質(zhì)開始變得不穩(wěn)定。這些巨量的星際氣體與塵埃坍縮進(jìn)行得越來越迅猛，開始分裂形成較小的云團(tuán)，密度也增大了許多。這些較小的云團(tuán)最終將各自成為一顆恒星。由于星際物質(zhì)的質(zhì)量通常非常巨大，通常在太陽的一萬倍以上，所以恒星總是一下子一大批地降生。
如果有一團(tuán)星際氣體超過通常的星際物質(zhì)（每立方厘米一個(gè)氫原子）的密度，達(dá)到每立方厘米已達(dá)六萬個(gè)氫原子。開始時(shí)這團(tuán)氣體是透光的，發(fā)出的光熱輻射不受周圍物質(zhì)的牽制，暢行無阻地傳到外面。物質(zhì)以自由落體的形式落到中心，在中心區(qū)積聚起來。本來質(zhì)量均勻分布的一團(tuán)物質(zhì)，變成了越往里密度越大的氣體球。隨著密度的增大，中心附近的重力加速度越來越大，內(nèi)部區(qū)域物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度的增長表現(xiàn)得最為突出。開始幾乎所有的氫以分子的形式存在，氣體的溫度也很低，總不見升高，這是因?yàn)樗匀贿^于稀薄，一切輻射都能往外穿透，潰縮著的氣體球受到的加熱作用并不顯著。經(jīng)歷幾十萬年后，中心區(qū)的密度逐漸變大，在那里，氣體對(duì)于輻射來說變得不透明了。這時(shí)核心便開始升溫，隨著溫度的上升，壓力開始變大，坍縮逐漸停止。這個(gè)特密中心區(qū)的半徑通常和木星軌道半徑相近，而它所含的質(zhì)量只及整個(gè)坍縮過程中涉及的全部物質(zhì)的5%。物質(zhì)不斷落到內(nèi)部的小核上，它帶來的能量在物質(zhì)撞擊到核心上時(shí)又成為輻射而放出。與此同時(shí)，核心在不斷縮小，并變得越來越熱。
溫度達(dá)到二千度左右時(shí)，氫分子開始分解成為原子。核心開始再度收縮，收縮時(shí)釋放出的能量將把所有氫分子都分解為原子。這個(gè)新生的核心比今天的太陽稍大一些，不斷向中心落下的外圍物質(zhì)最終都要落到這個(gè)核心上，一顆質(zhì)量和太陽一樣的恒星就要誕生了。
人們將這樣的天體稱為“原恒星”，它的輻射消耗主要由下落到它上面的物質(zhì)的能量來補(bǔ)充。由于密度和溫度在升高，原子漸漸地丟失了它們的外層電子。落下的氣體和塵埃形成了厚厚的外殼，使光無法穿透。直至越來越多的下落物質(zhì)和核心聯(lián)成一體時(shí)，外殼才透光，發(fā)光的星體突然露出來。其余的云團(tuán)物質(zhì)還在不斷向它落下，密度還在不斷增大，內(nèi)部溫度也在上升。直至中心溫度達(dá)到一千萬度發(fā)生聚變。一顆原始的恒星誕生了。
在反抗引力的持久斗爭中，恒星的主要武器是核能。它的核心就是一顆大核彈，在那里不斷地爆炸。正是因?yàn)檫@種核動(dòng)力能自我調(diào)節(jié)得幾乎精確地與引力平衡，恒星才能在長達(dá)數(shù)十億年的時(shí)間里保持穩(wěn)定。
熱核反應(yīng)發(fā)生在極高溫度的原子核之間，因而涉及物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。在太陽這樣的恒星中心，溫度達(dá)到一千五百萬開氏度，壓強(qiáng)則為地球大氣壓的三千億倍。在這樣的條件下，不僅原子失去了所有電子而只剩下核，而且原子核的運(yùn)動(dòng)速度也是如此之高，以至于能夠克服電排斥力而結(jié)合起來，這就是核聚變。
恒星是在氫分子云的中心產(chǎn)生的，因而主要由氫組成。氫是最簡單的化學(xué)元素，它的原子核就是一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子，還有一個(gè)帶負(fù)電荷的電子繞核旋轉(zhuǎn)。恒星內(nèi)部的溫度高到使所有電子都與質(zhì)子分離，而質(zhì)子就像氣體中的分子在所有方向上運(yùn)動(dòng)。由于同種電荷互相排斥，質(zhì)子就被一種電“盔甲”保護(hù)著，從而與其他質(zhì)子保持距離。但是，在年輕恒星核心的一千五百萬開氏度的高溫下，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)得如此之快，以至于當(dāng)它們相互碰撞時(shí)就能夠沖破“盔甲”而粘合在一起，而不是像橡皮球那樣再彈開。
四個(gè)質(zhì)子聚合，就成為一個(gè)氦核。氦是宇宙中第二位最豐富的元素。氦核的質(zhì)量小于它賴以形成的四個(gè)質(zhì)子質(zhì)量之和。這個(gè)質(zhì)量差只是總質(zhì)量的千分之七，但是這一點(diǎn)質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成了巨大的能量。一公斤氫變成氦時(shí)所釋放的能量，足以使一只一百瓦的燈泡長明一百萬年。像太陽那樣的恒星有一個(gè)巨大的核，在那里每秒鐘有六億噸氫變成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈沖擊就能阻止引力收縮。
恒星中心釋放的能量作為光子輻射出來，然而光子要經(jīng)過漫長的路程才能到達(dá)太陽表面并逃逸到星際空間。雖然光子的速度將近每秒鐘三十萬公里，太陽的半徑是七十萬公里，但從太陽中心發(fā)出的光子到達(dá)太陽表面的時(shí)間卻不是二點(diǎn)三秒。那些光子得花上約一千萬年才能走完這段路程。我們地球上現(xiàn)在收到的陽光，是八分鐘前離開太陽表面的，但是它從太陽核心產(chǎn)生時(shí)，猿類和早已滅絕的柱牙象還在非洲行走，而非洲與歐亞大陸還未相連。
然而，“恒定”的演化歷程終將結(jié)束，熊熊烈焰熄滅后，恒星將化為余燼。當(dāng)所有的氫都變成了氦時(shí)，核心的火就沒有足夠的燃料來維持，恒星在主序階段的平靜日子就到了盡頭，大動(dòng)蕩的時(shí)期來到了。
一旦燃料用光，熱核反應(yīng)的速率立即劇減，引力與輻射壓之間的平衡被打破了，引力占據(jù)了上風(fēng)。有著氦核和氫外殼的恒星，在自身的重力下開始收縮，壓強(qiáng)、密度和溫度都隨之升高，于是恒星外層尚未動(dòng)用過的氫開始燃燒，外殼開始膨脹，而核心在收縮。
在大約一億度的高溫下，恒星核心的氦原子核聚變成為碳原子核。每三個(gè)氦核聚變成一個(gè)碳核，碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核。這些新反應(yīng)的速度與緩慢的氫聚變完全不同。它們像閃電一樣快地突然起爆（氦閃耀），而使恒星不得不盡可能地相應(yīng)調(diào)整自己的結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷約一百萬年后，核能量的外流漸趨穩(wěn)定。此后的幾億年里，恒星處于暫時(shí)的平穩(wěn)，核區(qū)的氦在漸漸消耗，氫的燃燒越來越向更外層推進(jìn)。但是，調(diào)整是要付出代價(jià)的，這時(shí)的恒星將膨脹得極大，以使自己的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于光度的增大。它的體積將增大十億倍。這個(gè)過程中恒星的顏色會(huì)改變，因?yàn)槠渫鈱优c高溫的核心區(qū)相距很遠(yuǎn)，溫度就低了下來。這種狀態(tài)的恒星稱為紅巨星。
紅巨星時(shí)期的恒星表面溫度相對(duì)很低，但極為明亮，因?yàn)樗鼈兊捏w積非常巨大。肉眼能看到的最亮的星中有許多就是紅巨星，如參宿四、畢宿五、大角、心宿二等。我們的太陽在五十億或六十億年后也將變成一個(gè)紅色“巨人”。當(dāng)核心的氫耗完時(shí)，太陽就開始膨脹，那時(shí)水星將化為蒸汽，金星的大氣將被吹光，地球上的海洋將沸騰。然后太陽還會(huì)繼續(xù)膨脹，并將地球納入它的勢力范圍。地球被燒焦的殘骸會(huì)繼續(xù)在巨型太陽灼熱而極稀薄的大氣里轉(zhuǎn)圈。紅巨星外層物質(zhì)的密度比地球?qū)嶒?yàn)室里能得到的最好真空還要低得多。
在恒星大膨脹成為紅巨星，熱核反應(yīng)速率也不可逆轉(zhuǎn)地衰減之后，恒星吹出氣體并收縮到地球那樣大小，即幾千公里直徑。物質(zhì)的濃縮使得星體表面溫度大為升高，以至真正成為白熱。小尺度和高表面溫度這兩個(gè)特征，使這種星得名為白矮星。
白矮星是中等質(zhì)量恒星演化的終點(diǎn)，在銀河系中隨處可見。它的質(zhì)量越大，半徑就越小。由于沒有熱核反應(yīng)來提供能量，白矮星在發(fā)出輻射的同時(shí)，也以同樣的速率冷卻。但是，白矮星本性節(jié)儉，它在形成后要經(jīng)過數(shù)十億年的冷卻時(shí)間。白矮星的變暗過程是如此之慢，自一百五十億年前宇宙創(chuàng)生和第一批恒星出現(xiàn)以來，恐怕還沒有一個(gè)黑矮星形成，這里需要極大的耐心。太陽正處在其主序階段的中點(diǎn)，還要經(jīng)過五十億年才到行星狀星云那樣的“高齡”，它將再短暫地活躍十萬年，然后成為一顆白矮星并在一百億年中緩慢地死去，最后作為一顆黑矮星而永存。
離開主序時(shí)質(zhì)量超過八倍太陽的恒星能制造重原子核。在溫度升到六億開氏度時(shí)，碳保不住了，相互猛撞并聚合成氖和鎂。一條“生產(chǎn)線”就此建立，因?yàn)槊總€(gè)新的熱核反應(yīng)都能釋放更多的能量，使溫度升得更高，從而導(dǎo)致新的轉(zhuǎn)變。然而核轉(zhuǎn)變并不能就無限制地繼續(xù)，反應(yīng)的洪流最后都朝著一個(gè)元素匯集：鐵。鐵是大質(zhì)量恒星核心的最后灰燼。與此同時(shí)恒星還不斷地膨脹其外殼以調(diào)節(jié)平衡，它會(huì)膨脹到一個(gè)異常巨大的尺度，成為紅超巨星。紅超巨星是宇宙中最大的恒星。如果把這樣一個(gè)星放在太陽系中心，它將吞沒包括遠(yuǎn)在五十億公里外的冥王星在內(nèi)的所有行星。
雖然鐵核的溫度在十億度以上，卻沒有能量從中流出。它不足以使超巨星維持引力平衡，鐵核就會(huì)被壓得更緊密，使其中的電子處于簡并態(tài)。當(dāng)簡并電子的巨大壓力能暫時(shí)地支持外層的重量時(shí)，恒星活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)間歇。但是當(dāng)核心里鐵和簡并電子的質(zhì)量超過一點(diǎn)四個(gè)太陽質(zhì)量時(shí)，電子已簡并的核突然塌陷，劇烈收縮，在十分之一秒內(nèi)溫度猛升到五十億度。涌出的光子帶有的巨大能量將鐵原子核炸開，蛻變成氦原子核。這個(gè)過程叫光致蛻變。光致蛻變使原子核破裂并吸收能量，恒星核心的平衡發(fā)生了前所未有的急劇變化，越來越不能抵擋無情的重壓，溫度持續(xù)上升，直到氦核本身也蛻變?yōu)槠浠境煞郑嘿|(zhì)子、中子和電子。在高溫下電子變得更不能阻擋壓縮力，在零點(diǎn)一秒內(nèi)，它們被擠壓到與質(zhì)子結(jié)合在一起。二者的電荷相中和，變成為中子，同時(shí)迸發(fā)出巨大的中微子流。中子的“占據(jù)體積”要小得多，兩個(gè)中子之間的間隔，可以小到十的負(fù)十三次方厘米，也就是說，中子可以相互碰到。于是，中子化就伴隨有一場物質(zhì)的內(nèi)向爆炸和密度朝著簡并態(tài)的巨大增長。恒星的密度達(dá)到每立方厘米十的十四次方克，相當(dāng)于在一只縫紉頂針里有一億噸的質(zhì)量。恒星核里再?zèng)]有任何“真空”留下，恒星核就成了一種主要由中子組成的巨大原子核，這種遠(yuǎn)比白矮星緊密的新的物質(zhì)簡并態(tài)，就叫做中子星。
在某些質(zhì)量遠(yuǎn)大于太陽的恒星的已簡并的核心，繼續(xù)發(fā)生著坍縮，但最終形成的并不是中子星，而是黑洞。
沒有東西能從黑洞逃逸，包括光線在內(nèi)。黑洞可從大質(zhì)量恒星的死亡中產(chǎn)生。一顆大質(zhì)量恒星坍縮后，當(dāng)其引力大得無任何其他排斥力能與之相對(duì)抗時(shí)，恒星被壓成了一個(gè)稱為“奇點(diǎn)”的孤立點(diǎn)。有關(guān)黑洞結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可用愛因斯坦解釋引力使空間彎曲和時(shí)鐘變慢的廣義相對(duì)論來計(jì)算。奇點(diǎn)是黑洞的中心，在它周圍引力極強(qiáng)。黑洞的表面通常稱為視界，或叫事件地平(Event Horizon)、“靜止球狀黑洞的史瓦西半徑”，它是那些能夠和遙遠(yuǎn)事件相通的時(shí)空事件和那些因信號(hào)被強(qiáng)引力場捕獲而不能傳出去的時(shí)空事件之間的邊界。在事件地平之下，逃逸速度大于光速。這是一種人類尚未得到直接觀察證實(shí)的天體現(xiàn)象，但它已被一些著名的理論天文學(xué)家如霍金等在數(shù)學(xué)模型方面研究得相當(dāng)完善
恒星的一生是這樣的：首先，在一片巨大的星云中，一些氣體由于萬有引力的作用開始聚集在一起，這些氣體越聚越大，最后這些氣體內(nèi)部的壓力與溫度如此之熱，以至于開始進(jìn)行核聚變反應(yīng)，放出大量的能量，這時(shí)恒心內(nèi)部核聚變能量不斷向外擴(kuò)張，萬有引力又使得恒心要繼續(xù)收縮，當(dāng)核聚變的能量向外擴(kuò)張的力與萬有引力的向內(nèi)收縮的力達(dá)到平衡時(shí)，恒星就進(jìn)入了穩(wěn)定期，太陽就處在這個(gè)期內(nèi)。然后，過了幾十億年后，恒星的熱核燃料逐漸用光，這時(shí)地萬有引力就戰(zhàn)勝了核聚變的擴(kuò)張力，使得恒星繼續(xù)收縮，進(jìn)而使內(nèi)部的溫度與壓力再次升高，當(dāng)升高到一定值后，使得氫元素在核聚變后的產(chǎn)生物（主要是氦元素，碳元素，氧元素）也開始進(jìn)行核聚變，這時(shí)放出的能量要比氫元素核聚變放出的能量大得多，使得核聚變的擴(kuò)張力一下子大于萬有引力，這時(shí)恒星便會(huì)一下子膨脹上百萬倍，變成一顆紅巨星。最后，又過了十幾億年，氦元素，碳元素，氧元素也沒了，恒星就在萬有引力的作用下開始收縮，如果這時(shí)該恒星的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的3倍的話，該恒星就會(huì)在引力的作用下無限向內(nèi)坍縮，形成一個(gè)體積無限小，密度質(zhì)量無限大的奇點(diǎn)，奇點(diǎn)的時(shí)空曲率無限大，使得光也不能跑出該奇點(diǎn)，這就使得該奇點(diǎn)無法被我們看到，這一就形成了黑洞。
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣的 -
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星都是氣體星球.晴朗無月的夜晚,且無光污染的地區(qū),一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恒星.借助于望遠(yuǎn)鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上.估計(jì)銀河系中的恒星大約有1500-2000億顆. 恒星的兩個(gè)重要的特征就是溫度和絕對(duì)...
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣的
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 我們首先來看恒星的一生: 恒星的誕生 在星際空間普遍存在著極其稀薄的物質(zhì),主要由氣體和塵埃構(gòu)成.它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當(dāng)于1cm3中有1~10個(gè)氫原子.星際物質(zhì)在空間的分布并不是均勻的,通常是成塊...
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣形成的?? -
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 我們首先來看恒星的一生: 恒星的誕生 在星際空間普遍存在著極其稀薄的物質(zhì),主要由氣體和塵埃構(gòu)成.它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當(dāng)于1cm3中有1~10個(gè)氫原子....
曲鄧18234381493： 恒星的生命歷程 -
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 你好像地球上的萬物一樣,恒星也有一個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展、滅亡的過程. ? 一、恒星的誕生 在恒星起源問題上,現(xiàn)在主要有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為恒星是由彌漫物質(zhì)凝聚形成的, 稱“彌漫說”;另一...
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣的?
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 我們首先來看恒星的一生: 恒星的誕生 在星際空間普遍存在著極其稀薄的物質(zhì),主要由氣體和塵埃構(gòu)成.它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當(dāng)于1cm3中有1~10個(gè)氫原子.星際物質(zhì)在空間的分布并不是均勻的,通常是成塊...
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣的
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星通常是在星際氣體中誕生的.在宇宙中,當(dāng)星際氣體的密度增加到一定程度時(shí),由于其內(nèi)部引力的增長大于氣體壓力的增長,這團(tuán)氣體云就開始收縮.這樣的傾向一開始,其自身引力使巨量物質(zhì)的密度普遍增大.巨大質(zhì)量的星際物質(zhì)開始變得不穩(wěn)定.這些巨量的星際氣體與塵埃坍縮進(jìn)行得越來越迅猛,開始分裂形成較小的云團(tuán),密度也增大了許多.這些較小的云團(tuán)最終將各自成為一顆恒星.由于星際物質(zhì)的質(zhì)量通常非常巨大,通常在太陽的一萬倍以上,所以恒星總是一下子一大批地降生.
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣的
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 我們首先來看恒星的一生: 恒星的誕生 在星際空間普遍存在著極其稀薄的物質(zhì),主要由氣體和塵埃構(gòu)成.它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當(dāng)于1cm3中有1~10個(gè)氫原子.星際物質(zhì)在空間的分布并不是均勻的,通常是成塊...
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣演化的?
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星的一生是怎樣演化的? 恒星的演化大體可分為如下階段:一、主序是以前的階段--恒星處于幼年時(shí)代.二、主序是星階段--恒星處于壯年期.三、紅巨星階段--恒星處于中年期.四、白矮星階段--恒星處于老年期.大多數(shù)恒星的一生,大體是這樣度過的.
曲鄧18234381493： 恒星的一生是怎樣演化的 -
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星的演化大體可分為如下階段:一、主序是以前的階段--恒星處于幼年時(shí)代.二、主序是星階段--恒星處于壯年期.三、紅巨星階段--恒星處于中年期.四、白矮星階段--恒星處于老年期.大多數(shù)恒星的一生,大體是這樣度過的. 我們首先來看...
曲鄧18234381493： 恒星的一生.可以回答的來 -
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 簡單的說恒星起源于星云,由引力的作用,低密度處的物質(zhì)向高密度的區(qū)域聚集.隨這中心物質(zhì)密度的增加,其壓力\溫度也隨之增加,物質(zhì)不斷向中心坍縮,當(dāng)達(dá)到聚變反映的臨界值,恒星聚變反映開始,恒星的一生開始了.同時(shí),核聚變產(chǎn)生的...
如果有一團(tuán)星際氣體超過通常的星際物質(zhì)（每立方厘米一個(gè)氫原子）的密度，達(dá)到每立方厘米已達(dá)六萬個(gè)氫原子。開始時(shí)這團(tuán)氣體是透光的，發(fā)出的光熱輻射不受周圍物質(zhì)的牽制，暢行無阻地傳到外面。物質(zhì)以自由落體的形式落到中心，在中心區(qū)積聚起來。本來質(zhì)量均勻分布的一團(tuán)物質(zhì)，變成了越往里密度越大的氣體球。隨著密度的增大，中心附近的重力加速度越來越大，內(nèi)部區(qū)域物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度的增長表現(xiàn)得最為突出。開始幾乎所有的氫以分子的形式存在，氣體的溫度也很低，總不見升高，這是因?yàn)樗匀贿^于稀薄，一切輻射都能往外穿透，潰縮著的氣體球受到的加熱作用并不顯著。經(jīng)歷幾十萬年后，中心區(qū)的密度逐漸變大，在那里，氣體對(duì)于輻射來說變得不透明了。這時(shí)核心便開始升溫，隨著溫度的上升，壓力開始變大，坍縮逐漸停止。這個(gè)特密中心區(qū)的半徑通常和木星軌道半徑相近，而它所含的質(zhì)量只及整個(gè)坍縮過程中涉及的全部物質(zhì)的5%。物質(zhì)不斷落到內(nèi)部的小核上，它帶來的能量在物質(zhì)撞擊到核心上時(shí)又成為輻射而放出。與此同時(shí)，核心在不斷縮小，并變得越來越熱。
溫度達(dá)到二千度左右時(shí)，氫分子開始分解成為原子。核心開始再度收縮，收縮時(shí)釋放出的能量將把所有氫分子都分解為原子。這個(gè)新生的核心比今天的太陽稍大一些，不斷向中心落下的外圍物質(zhì)最終都要落到這個(gè)核心上，一顆質(zhì)量和太陽一樣的恒星就要誕生了。
人們將這樣的天體稱為“原恒星”，它的輻射消耗主要由下落到它上面的物質(zhì)的能量來補(bǔ)充。由于密度和溫度在升高，原子漸漸地丟失了它們的外層電子。落下的氣體和塵埃形成了厚厚的外殼，使光無法穿透。直至越來越多的下落物質(zhì)和核心聯(lián)成一體時(shí)，外殼才透光，發(fā)光的星體突然露出來。其余的云團(tuán)物質(zhì)還在不斷向它落下，密度還在不斷增大，內(nèi)部溫度也在上升。直至中心溫度達(dá)到一千萬度發(fā)生聚變。一顆原始的恒星誕生了。
在反抗引力的持久斗爭中，恒星的主要武器是核能。它的核心就是一顆大核彈，在那里不斷地爆炸。正是因?yàn)檫@種核動(dòng)力能自我調(diào)節(jié)得幾乎精確地與引力平衡，恒星才能在長達(dá)數(shù)十億年的時(shí)間里保持穩(wěn)定。
熱核反應(yīng)發(fā)生在極高溫度的原子核之間，因而涉及物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。在太陽這樣的恒星中心，溫度達(dá)到一千五百萬開氏度，壓強(qiáng)則為地球大氣壓的三千億倍。在這樣的條件下，不僅原子失去了所有電子而只剩下核，而且原子核的運(yùn)動(dòng)速度也是如此之高，以至于能夠克服電排斥力而結(jié)合起來，這就是核聚變。
恒星是在氫分子云的中心產(chǎn)生的，因而主要由氫組成。氫是最簡單的化學(xué)元素，它的原子核就是一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子，還有一個(gè)帶負(fù)電荷的電子繞核旋轉(zhuǎn)。恒星內(nèi)部的溫度高到使所有電子都與質(zhì)子分離，而質(zhì)子就像氣體中的分子在所有方向上運(yùn)動(dòng)。由于同種電荷互相排斥，質(zhì)子就被一種電“盔甲”保護(hù)著，從而與其他質(zhì)子保持距離。但是，在年輕恒星核心的一千五百萬開氏度的高溫下，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)得如此之快，以至于當(dāng)它們相互碰撞時(shí)就能夠沖破“盔甲”而粘合在一起，而不是像橡皮球那樣再彈開。
四個(gè)質(zhì)子聚合，就成為一個(gè)氦核。氦是宇宙中第二位最豐富的元素。氦核的質(zhì)量小于它賴以形成的四個(gè)質(zhì)子質(zhì)量之和。這個(gè)質(zhì)量差只是總質(zhì)量的千分之七，但是這一點(diǎn)質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成了巨大的能量。一公斤氫變成氦時(shí)所釋放的能量，足以使一只一百瓦的燈泡長明一百萬年。像太陽那樣的恒星有一個(gè)巨大的核，在那里每秒鐘有六億噸氫變成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈沖擊就能阻止引力收縮。
恒星中心釋放的能量作為光子輻射出來，然而光子要經(jīng)過漫長的路程才能到達(dá)太陽表面并逃逸到星際空間。雖然光子的速度將近每秒鐘三十萬公里，太陽的半徑是七十萬公里，但從太陽中心發(fā)出的光子到達(dá)太陽表面的時(shí)間卻不是二點(diǎn)三秒。那些光子得花上約一千萬年才能走完這段路程。我們地球上現(xiàn)在收到的陽光，是八分鐘前離開太陽表面的，但是它從太陽核心產(chǎn)生時(shí)，猿類和早已滅絕的柱牙象還在非洲行走，而非洲與歐亞大陸還未相連。
然而，“恒定”的演化歷程終將結(jié)束，熊熊烈焰熄滅后，恒星將化為余燼。當(dāng)所有的氫都變成了氦時(shí)，核心的火就沒有足夠的燃料來維持，恒星在主序階段的平靜日子就到了盡頭，大動(dòng)蕩的時(shí)期來到了。
一旦燃料用光，熱核反應(yīng)的速率立即劇減，引力與輻射壓之間的平衡被打破了，引力占據(jù)了上風(fēng)。有著氦核和氫外殼的恒星，在自身的重力下開始收縮，壓強(qiáng)、密度和溫度都隨之升高，于是恒星外層尚未動(dòng)用過的氫開始燃燒，外殼開始膨脹，而核心在收縮。
在大約一億度的高溫下，恒星核心的氦原子核聚變成為碳原子核。每三個(gè)氦核聚變成一個(gè)碳核，碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核。這些新反應(yīng)的速度與緩慢的氫聚變完全不同。它們像閃電一樣快地突然起爆（氦閃耀），而使恒星不得不盡可能地相應(yīng)調(diào)整自己的結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷約一百萬年后，核能量的外流漸趨穩(wěn)定。此后的幾億年里，恒星處于暫時(shí)的平穩(wěn)，核區(qū)的氦在漸漸消耗，氫的燃燒越來越向更外層推進(jìn)。但是，調(diào)整是要付出代價(jià)的，這時(shí)的恒星將膨脹得極大，以使自己的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于光度的增大。它的體積將增大十億倍。這個(gè)過程中恒星的顏色會(huì)改變，因?yàn)槠渫鈱优c高溫的核心區(qū)相距很遠(yuǎn)，溫度就低了下來。這種狀態(tài)的恒星稱為紅巨星。
紅巨星時(shí)期的恒星表面溫度相對(duì)很低，但極為明亮，因?yàn)樗鼈兊捏w積非常巨大。肉眼能看到的最亮的星中有許多就是紅巨星，如參宿四、畢宿五、大角、心宿二等。我們的太陽在五十億或六十億年后也將變成一個(gè)紅色“巨人”。當(dāng)核心的氫耗完時(shí)，太陽就開始膨脹，那時(shí)水星將化為蒸汽，金星的大氣將被吹光，地球上的海洋將沸騰。然后太陽還會(huì)繼續(xù)膨脹，并將地球納入它的勢力范圍。地球被燒焦的殘骸會(huì)繼續(xù)在巨型太陽灼熱而極稀薄的大氣里轉(zhuǎn)圈。紅巨星外層物質(zhì)的密度比地球?qū)嶒?yàn)室里能得到的最好真空還要低得多。
在恒星大膨脹成為紅巨星，熱核反應(yīng)速率也不可逆轉(zhuǎn)地衰減之后，恒星吹出氣體并收縮到地球那樣大小，即幾千公里直徑。物質(zhì)的濃縮使得星體表面溫度大為升高，以至真正成為白熱。小尺度和高表面溫度這兩個(gè)特征，使這種星得名為白矮星。
白矮星是中等質(zhì)量恒星演化的終點(diǎn)，在銀河系中隨處可見。它的質(zhì)量越大，半徑就越小。由于沒有熱核反應(yīng)來提供能量，白矮星在發(fā)出輻射的同時(shí)，也以同樣的速率冷卻。但是，白矮星本性節(jié)儉，它在形成后要經(jīng)過數(shù)十億年的冷卻時(shí)間。白矮星的變暗過程是如此之慢，自一百五十億年前宇宙創(chuàng)生和第一批恒星出現(xiàn)以來，恐怕還沒有一個(gè)黑矮星形成，這里需要極大的耐心。太陽正處在其主序階段的中點(diǎn)，還要經(jīng)過五十億年才到行星狀星云那樣的“高齡”，它將再短暫地活躍十萬年，然后成為一顆白矮星并在一百億年中緩慢地死去，最后作為一顆黑矮星而永存。
離開主序時(shí)質(zhì)量超過八倍太陽的恒星能制造重原子核。在溫度升到六億開氏度時(shí)，碳保不住了，相互猛撞并聚合成氖和鎂。一條“生產(chǎn)線”就此建立，因?yàn)槊總€(gè)新的熱核反應(yīng)都能釋放更多的能量，使溫度升得更高，從而導(dǎo)致新的轉(zhuǎn)變。然而核轉(zhuǎn)變并不能就無限制地繼續(xù)，反應(yīng)的洪流最后都朝著一個(gè)元素匯集：鐵。鐵是大質(zhì)量恒星核心的最后灰燼。與此同時(shí)恒星還不斷地膨脹其外殼以調(diào)節(jié)平衡，它會(huì)膨脹到一個(gè)異常巨大的尺度，成為紅超巨星。紅超巨星是宇宙中最大的恒星。如果把這樣一個(gè)星放在太陽系中心，它將吞沒包括遠(yuǎn)在五十億公里外的冥王星在內(nèi)的所有行星。
雖然鐵核的溫度在十億度以上，卻沒有能量從中流出。它不足以使超巨星維持引力平衡，鐵核就會(huì)被壓得更緊密，使其中的電子處于簡并態(tài)。當(dāng)簡并電子的巨大壓力能暫時(shí)地支持外層的重量時(shí)，恒星活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)間歇。但是當(dāng)核心里鐵和簡并電子的質(zhì)量超過一點(diǎn)四個(gè)太陽質(zhì)量時(shí)，電子已簡并的核突然塌陷，劇烈收縮，在十分之一秒內(nèi)溫度猛升到五十億度。涌出的光子帶有的巨大能量將鐵原子核炸開，蛻變成氦原子核。這個(gè)過程叫光致蛻變。光致蛻變使原子核破裂并吸收能量，恒星核心的平衡發(fā)生了前所未有的急劇變化，越來越不能抵擋無情的重壓，溫度持續(xù)上升，直到氦核本身也蛻變?yōu)槠浠境煞郑嘿|(zhì)子、中子和電子。在高溫下電子變得更不能阻擋壓縮力，在零點(diǎn)一秒內(nèi)，它們被擠壓到與質(zhì)子結(jié)合在一起。二者的電荷相中和，變成為中子，同時(shí)迸發(fā)出巨大的中微子流。中子的“占據(jù)體積”要小得多，兩個(gè)中子之間的間隔，可以小到十的負(fù)十三次方厘米，也就是說，中子可以相互碰到。于是，中子化就伴隨有一場物質(zhì)的內(nèi)向爆炸和密度朝著簡并態(tài)的巨大增長。恒星的密度達(dá)到每立方厘米十的十四次方克，相當(dāng)于在一只縫紉頂針里有一億噸的質(zhì)量。恒星核里再?zèng)]有任何“真空”留下，恒星核就成了一種主要由中子組成的巨大原子核，這種遠(yuǎn)比白矮星緊密的新的物質(zhì)簡并態(tài)，就叫做中子星。
在某些質(zhì)量遠(yuǎn)大于太陽的恒星的已簡并的核心，繼續(xù)發(fā)生著坍縮，但最終形成的并不是中子星，而是黑洞。
沒有東西能從黑洞逃逸，包括光線在內(nèi)。黑洞可從大質(zhì)量恒星的死亡中產(chǎn)生。一顆大質(zhì)量恒星坍縮后，當(dāng)其引力大得無任何其他排斥力能與之相對(duì)抗時(shí)，恒星被壓成了一個(gè)稱為“奇點(diǎn)”的孤立點(diǎn)。有關(guān)黑洞結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可用愛因斯坦解釋引力使空間彎曲和時(shí)鐘變慢的廣義相對(duì)論來計(jì)算。奇點(diǎn)是黑洞的中心，在它周圍引力極強(qiáng)。黑洞的表面通常稱為視界，或叫事件地平(Event Horizon)、“靜止球狀黑洞的史瓦西半徑”，它是那些能夠和遙遠(yuǎn)事件相通的時(shí)空事件和那些因信號(hào)被強(qiáng)引力場捕獲而不能傳出去的時(shí)空事件之間的邊界。在事件地平之下，逃逸速度大于光速。這是一種人類尚未得到直接觀察證實(shí)的天體現(xiàn)象，但它已被一些著名的理論天文學(xué)家如霍金等在數(shù)學(xué)模型方面研究得相當(dāng)完善
恒星的一生是這樣的：首先，在一片巨大的星云中，一些氣體由于萬有引力的作用開始聚集在一起，這些氣體越聚越大，最后這些氣體內(nèi)部的壓力與溫度如此之熱，以至于開始進(jìn)行核聚變反應(yīng)，放出大量的能量，這時(shí)恒心內(nèi)部核聚變能量不斷向外擴(kuò)張，萬有引力又使得恒心要繼續(xù)收縮，當(dāng)核聚變的能量向外擴(kuò)張的力與萬有引力的向內(nèi)收縮的力達(dá)到平衡時(shí)，恒星就進(jìn)入了穩(wěn)定期，太陽就處在這個(gè)期內(nèi)。然后，過了幾十億年后，恒星的熱核燃料逐漸用光，這時(shí)地萬有引力就戰(zhàn)勝了核聚變的擴(kuò)張力，使得恒星繼續(xù)收縮，進(jìn)而使內(nèi)部的溫度與壓力再次升高，當(dāng)升高到一定值后，使得氫元素在核聚變后的產(chǎn)生物（主要是氦元素，碳元素，氧元素）也開始進(jìn)行核聚變，這時(shí)放出的能量要比氫元素核聚變放出的能量大得多，使得核聚變的擴(kuò)張力一下子大于萬有引力，這時(shí)恒星便會(huì)一下子膨脹上百萬倍，變成一顆紅巨星。最后，又過了十幾億年，氦元素，碳元素，氧元素也沒了，恒星就在萬有引力的作用下開始收縮，如果這時(shí)該恒星的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的3倍的話，該恒星就會(huì)在引力的作用下無限向內(nèi)坍縮，形成一個(gè)體積無限小，密度質(zhì)量無限大的奇點(diǎn)，奇點(diǎn)的時(shí)空曲率無限大，使得光也不能跑出該奇點(diǎn)，這就使得該奇點(diǎn)無法被我們看到，這一就形成了黑洞。
恒星的一生是怎樣的?小學(xué)科學(xué)
1. 恒星的一生是一個(gè)從誕生到死亡的過程，這個(gè)過程非常緩慢。2. 天文學(xué)家通過對(duì)不同恒星的觀測和理論研究，已經(jīng)了解了恒星從孕育到誕生，再到成長、成熟，最終走向衰老和死亡的整個(gè)生命周期。
恒星的一生是怎樣演化的?
恒星的一生怎樣演化？1. 形成與幼年時(shí)期：恒星起源于巨大的分子云，通過引力坍縮形成，并在此階段積累物質(zhì)。2. 主序星時(shí)期：這是恒星的中年期，它們依靠核心內(nèi)部的氫核聚變產(chǎn)生能量，維持穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。在此時(shí)期，恒星的大小和亮度相對(duì)穩(wěn)定。恒星在主序星階段停留的時(shí)間與其初始質(zhì)量直接相關(guān)，質(zhì)量越大的...
恒星的一生是怎樣演化的
恒星的一生演化經(jīng)歷了幾個(gè)關(guān)鍵階段：1. 誕生：恒星起源于巨大的分子云，這些云由氣體和塵埃組成。在引力的作用下，物質(zhì)開始聚集，形成一個(gè)緊密的核心。隨著質(zhì)量的增加，核心變得越來越熱和 dense，最終引發(fā)氫原子的核聚變反應(yīng)。2. 主序星：恒星的主要生命階段開始，它以穩(wěn)定的方式燃燒氫燃料。在這一階段...
恒星的一生是怎樣的
9. 當(dāng)恒星核心形成鐵時(shí)，恒星的生命即將終結(jié)，因?yàn)殍F是最穩(wěn)定的核素，無法通過核聚變釋放能量。10. 恒星滅亡后，根據(jù)其質(zhì)量的不同，可能會(huì)演變成白矮星、中子星或黑洞，這是恒星生命的最終階段。
恒星的一生會(huì)經(jīng)歷哪些階段?
1. 恒星的一生始于幼年期，此時(shí)它隱藏在密集的星云氣體和灰塵中，被稱為博克球狀體。2. 隨著中心溫度的升高，恒星開始自主發(fā)光，進(jìn)入壯年期，達(dá)到一個(gè)靜態(tài)平衡狀態(tài)。3. 隨著時(shí)間的推移，恒星進(jìn)入中年期，可能形成紅巨星或超巨星。4. 在衰退期，恒星逐漸死亡，可能變成中子星或黑洞。5. 在紅巨星階段，...
恒星的一生是怎樣演化的?
恒星的一生是怎樣演化的？1. 主序星前期：恒星處于幼年時(shí)期，此時(shí)它們正在形成并積累物質(zhì)。2. 主序星期：這是恒星生命中的壯年時(shí)期，它們通過核心內(nèi)部的氫核聚變產(chǎn)生能量。在這一階段，恒星穩(wěn)定地維持著平衡，向外膨脹和向內(nèi)收縮的力相互抵消。恒星在主序星期的時(shí)間長短取決于其質(zhì)量；質(zhì)量越大的恒星，...
恒星的一生是怎樣的
1、形成階段：恒星在一片混沌的星云中形成，中心部分逐漸凝結(jié)成原恒星，外部星云形成行星環(huán)。2、幼年階段：原恒星質(zhì)量增加，內(nèi)部溫度升高，開始核聚變，成為新生的恒星。此階段恒星亮度較低，但發(fā)射強(qiáng)風(fēng)。3、中年期（主序星階段）：恒星穩(wěn)定進(jìn)行氫元素核聚變，光、熱和引力穩(wěn)定地影響其周圍的星系。4、...
恒星的一生是怎樣演化的
恒星的一生演化可以概括為以下幾個(gè)主要階段：1. 幼年時(shí)代：恒星起源于星云，此時(shí)密度和引力分布不均，質(zhì)量較大的核心逐漸吸積物質(zhì)，并可能開始自轉(zhuǎn)。這一過程持續(xù)數(shù)百萬甚至數(shù)十億年。2. 壯年時(shí)期：隨著質(zhì)量的增加，核心達(dá)到足夠的密度和溫度，開始進(jìn)行核聚變反應(yīng)，從而穩(wěn)定地成為主序星。恒星的壽命和質(zhì)量...
恒星的一生的四個(gè)階段
1、誕生，彌漫的星際云在引力作用下逐漸形成原恒星。2、成長，當(dāng)原恒星中心的溫度升高到能持續(xù)不斷地?zé)岷朔磻?yīng)以后，恒星進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)稱為恒星演化史中的主序星階段。3、衰老，當(dāng)恒星走完一生中最長的黃金階段后，恒星中心處的核燃料耗盡，恒星將會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，變成紅巨星。4、消亡，紅巨星將在...
恒星的一生是怎樣演化的?
恒星的一生可分為多個(gè)階段，從誕生到最終消亡。首先，恒星在星際空間中形成，那里散布著極稀薄的氣體和塵埃。當(dāng)星云中的物質(zhì)足夠密集，星云內(nèi)部開始收縮，最終形成一顆新生恒星。隨后，恒星進(jìn)入主序星階段，這一時(shí)期是恒星最為穩(wěn)定且持續(xù)時(shí)間最長的階段。主序星通過內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)獲取能量，維持其穩(wěn)定...
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康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星都是氣體星球.晴朗無月的夜晚,且無光污染的地區(qū),一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恒星.借助于望遠(yuǎn)鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上.估計(jì)銀河系中的恒星大約有1500-2000億顆. 恒星的兩個(gè)重要的特征就是溫度和絕對(duì)...
康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 我們首先來看恒星的一生: 恒星的誕生 在星際空間普遍存在著極其稀薄的物質(zhì),主要由氣體和塵埃構(gòu)成.它們的溫度約10~100K,密度約10-24~10-23g/cm3,相當(dāng)于1cm3中有1~10個(gè)氫原子.星際物質(zhì)在空間的分布并不是均勻的,通常是成塊...
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康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 你好像地球上的萬物一樣,恒星也有一個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展、滅亡的過程. ? 一、恒星的誕生 在恒星起源問題上,現(xiàn)在主要有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為恒星是由彌漫物質(zhì)凝聚形成的, 稱“彌漫說”;另一...
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康定縣細(xì)點(diǎn)： ______ 恒星的一生是怎樣演化的? 恒星的演化大體可分為如下階段:一、主序是以前的階段--恒星處于幼年時(shí)代.二、主序是星階段--恒星處于壯年期.三、紅巨星階段--恒星處于中年期.四、白矮星階段--恒星處于老年期.大多數(shù)恒星的一生,大體是這樣度過的.
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