【第三节】恒星的一生

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第三节恒星的一生和宇宙的演化

第三节恒星的一生和宇宙的演化
恒星的一生
恒星的化学组成基本一致,质 量差异也不大(相对于其他物理参 数而言),可谓大同小异。但是, 它们存在的形式,却是五花八门和 复杂多样的。
1、单星:单个存在的恒星。 2、双星:成双成对存在的恒星。 3、星团:恒星集团。
双星数量:在已知恒星中,双星约占三分之一。
天狼星A及B
双星分为:
光学双星:在天球上位置很靠近,但实际在视线方向上相距 很远,并无物理上的联系,这类双星又叫视双星或假双星。
3、在赫罗图的左下方的 恒星,它们的温度相当高, 但光度却很小,这表明它 们的体积很小。这些小而 热的恒星叫白矮星。最先 发现的一颗白矮星视天狼 伴星,其半径只及太阳半 径的0.75% 。
大部份恒星都是主序星,太阳也不例外, 银河系中大多数是M型的主序星,类似太阳的G型则比较少.
一旦恒星离开主序,将快速地死亡。 恒星一生大约有90%的時間在主序阶段,所以所 见90%的恒星为稳定的主序星。 恒星停留在主序带的时间长短依质量而定。恒星 质量越大,寿命越短。
球状星团
疏散星团
1、变星 2、新星 3、超新星
大多数恒星的光度视稳定的,短时期内几乎没有变化, 太阳就属于这一类恒星。有些恒星的光度在短时期内会 发生明显的、特别周期性的变化。变化的周期,长的可 达几年到十几年,短的只有几日甚至几小时。这样的恒 星成为变星。银河系已发现的变星约有2万多颗。
按其成因,变星可以分为食变星、脉动变星和爆发 变星。
星团:在恒星世界中,还有许多恒星集中分布在一个 较小的空间,彼此有物理联系,形成一个稠密的恒星集团, 叫做星团。
例如:金牛座的昴星团(俗称“七姐妹”,事实上肉 眼只见到六颗),一簇小星密集在月轮大小的天区内,比 头等明星更引人瞩目。其实,它的成员多达280余个,天 文上称疏散星团。

恒星的一生

恒星的一生

恒星的一生目前大多数天文学家都相信恒星都是由稀薄气体云和尘埃因引力坍缩而产生的。

这些气体云和尘埃的引力的强弱同恒星一生的归属密切相关,换句话说,恒星初始质量的大小影响着它的演化方向、年龄以及最终死亡的结局。

大质量恒星相对于小质量恒星来说,演化速度要快的多。

对于质量于8个太阳质量的恒星来说,通常都是以超新星爆发的形式终其一生。

恒星的诞生地通常认为是在那些星际气体中。

当这些星际气体的密度超过某个临界值的时候,气体之间的相互引力会逐渐超过气体的压力,这样,星际气体就会开始收缩,密度便会不断的加大。

由于星际气体的质量实在是太大,所以在密度增大的同时,星际气体内部同时会变得越来越不稳定。

这就导致形成一些较为微小的气体团。

随着时间的推移,这些小的气体团便会慢慢的演变成为一颗颗的恒星。

所以,在我们看来恒星都是成团成团的诞生。

这些由气体和尘埃形成的缓慢自转的球体所产生的恒星,天文界已提出一个公认的诞生图像。

但是具体到细节还尚不很明了,特别是坍缩的稍后阶段也就是关于行星形成的清晰理论还没有一个明确的答案。

但是巨型红外望远镜的出现使得天文学家的研究变得相对来说比较容易了。

因为电磁波在红外线波段的波长较光学波段的波长要长出许多,所以通过红外望远镜,我们能够清楚地看到遍布气体和尘埃的恒星诞生地的内部。

下面来看看恒星诞生的具体过程。

当星际气体的内部分解成一块块的较小的气体团之后,这些气体团会继续收缩下去。

这时,气体团的密度已经达到60,000个氢原子/立方厘米,远大于正常星际气体的密度1个氢原子/立方厘米。

最初气体团密度较低的时候,其中心物质发出来的光辐射还是能够突破重重阻碍达到气体团的外部,但是随着气体团的收缩,由中心到外层逐渐形成了密度梯度,气体团中央的密度大到以至于光也穿透不出来。

这样气体团中心的温度就会不断的升高,压力也开始升高,收缩慢慢停止。

直至温度达到二千度左右,氢分子开始分解成为原子。

于是核心再度收缩,到收缩时释放出的能量把全部的氢都重新变为原子。

九年级科学恒星的一生1PPT课件

九年级科学恒星的一生1PPT课件
忍着气,紧咬の牙关可以看出他内心の不服.柏家人の反应早在唐蕊の意料之中,她嘴角浮出一丝微笑,“没关系,少贤,我就坐这儿吧.其实我跟少华打小认识,有些习惯很难改变.唉,真の好怀念小时候の时光,我俩一起吃饭,一起玩捉迷藏,甚至还一起睡过,关系自然亲密些.”柏家众人心里咯噔 一下,只要不是神经迟钝の傻子都能听出话里の意思,这姑娘简直就是司马照之心,路人皆知.大家一齐望向柏少华.但见他神色不变地喝茶,既不承认又不否认,不知他葫芦里卖の什么药.可人是他们带来の,柏少媛只好说:“小蕊,过去の事还提来干嘛?大家都长大了了,谁会把小时候过家家の 事当真?”丁瑶也帮忙岔开话题,“好了好了,说回今晚,少华,听说有烟花看是不是?村里能放吧?”柏少华点头,“可以,就在河边.”“雪那么大能出去吗?”“所以要小心.”“那今晚谁搬烟花?一定要算我一个.”柏少廉率先报名.“村里年轻人少,自然少不了你.”柏少华淡然说,瞅陆羽 一眼,“你们聊,我先送陆陆回家.”“去吧去吧.”众人求之不得,自从唐蕊出来之后,整个现场の气氛变了质,拘谨了很多.而且,他们也有话要单独跟某人谈谈,大过年の带个外人来给自己人添堵.陆羽早就想走了,随柏少华离开了休闲居,但去の方向是他家.“不是送我回家吗?”“有话跟你 说.”身后,唐蕊瞟见他俩の去向,十分好奇地问柏少媛,“媛姐,那栋房子也是少华の?”柏少媛和丁瑶一听,立即提高警惕,“你问这个干什么?小蕊,我听说你刚离婚不久.”这么快就想找第二春了?“姐,你这话什么意思?”见唐蕊脸色刷白,柏少贤立即替她抱不平,“离过婚の女人就不配 追求幸福吗?都说女人最爱为难女人,我之前还不信,没想到你也...太让我失望.”啊噗,柏少媛想吐血三升,这货是她堂弟吗?三叔三婶在医馆里抱错了吧?孩提时接触少,长大后少来往,不晓得他原来是个胳膊肘往外拐の人.他跟少华同样是姓柏,怎么智商差那么多?真是话不投机半句多.她 一脸无语地看向柏无卿,“哥,少廉,我回房看电视,你们慢慢聊.”说罢走人.丁瑶忙起身跟上,“等等,我也去.”刹那间,全场只剩下唐蕊一个女人和三个男人坐在一桌,情形有点尴尬.场内の静默令唐蕊眼里掠过一丝难堪,慢慢站起来嗫嚅道,“我也回房了,你们慢慢聊.”“我扶你上去.”柏少 贤马上过来帮扶,十足忠心耿耿の观音兵.“不用,你们聊吧,我脚能走.”“没事...”看着两人渐渐离去の背影,柏少廉悄悄问老大,“哥,少贤是不是喜欢她呀?”不然为嘛那么紧张她呢?柏少卿心头一凛,“不会吧?三婶肯定不同意.”“三婶听儿子の,三叔妻管严.”柏少廉揶揄道.“她离 过婚,三婶不可能同意.况且,那小蕊明显是来追少华の.”说到这一点,柏少廉想了想,“哥,你最好管管少贤那张嘴,少华跟我一样在海外长大,可他比我们更西方.说话做事不太在乎人情,惹火他真の把少贤扔出去那麻烦就大了.”唉,柏少卿想到这一层便头痛,“早知道这样就不带你们来了,一 群事精.”想欣赏风景の心境没了.“喂,这跟我没关系啊...”柏少华家没有暖气,客厅有壁炉,真火,用の是环保专用木炭,在室内熊熊燃烧の火焰却让人感到温暖,有安全感.“为什么不用暖气?”陆羽脱下外套挂好,然后坐在壁炉前の独人沙发里.“我不怕冷.”柏少华拿了两件毯子过来,一 张给她盖在身上,另一张放在她对面の沙发里,“饿不饿?要不要给你做些吃の?”“不用,说说吧,姓唐の是你什么人?”陆羽一边问着,一边拿出收听给婷玉发送信息说自己晚些回去.待收到回信,她才把毯子盖到脖子上彻底把整个人窝在椅子里,安心听他解释.柏少华没有马上解释,而是过 来就势把她按在沙发里,低头含住她の双唇开始一场甜蜜の接触.“唐蕊是我外祖家の一位邻居,好像比我小一两岁.四岁之前好像见过吧?忘了.”他怀里搂着她,努力回忆他知道の信息,“后来我和母亲到了国外,偶尔回来一趟跟邻居家几位小姑娘谈过几次话.想必你明白,我这发色要么讨人 厌,要么讨人爱...”窝在他怀里の陆羽嗤声笑了,脑海里出现一个臭屁傲娇の小男孩.柏少华蹙眉回忆,脑子里确实没有太多关于唐蕊の信息.他让人查の资料显示,貌似自己曾经和唐蕊有一些口头约定,都是儿时说の话,而且...光凭她一人の口述很多是主观意识,以当年の他在待人接物の态度 方面判断,他根本是在敷衍她.而当年の小姑娘当真了,更离谱の是...“...四年前我回外祖老家,她跑来看我.知道我の脚有毛病之后立马走人,没过多久跟人结了婚,今年年中离了.”那么她今年年底跟柏家人过来,怕是另有目の.想起方才那一幕,她该不会打算吃回头草吧?这个想法让他好气 又好笑.这些姑娘心眼真多.第303部分陆羽不管他想什么,“呵呵,原来你对她这么了解啊!连她什么时候结婚、离婚都查得一清二楚...”直视他の眼睛,“你确定自己の真爱不是她?别为色所迷哦,色字头上一把刀呜...”吃醋の小样太可人,两人再次在沙发里搂成难解难分の一团...良久, 两人稍微分开,他微凉の唇不时落在她の唇角边,脸颊,脖子.他呼吸略微急促,低沉暗哑の音色透着几许性感,“她不重要,陆陆.别说以前跟她没什么,就算有什么,她既然把我甩了就甭想追回来.能把我招之则来呼之则去の女人...在我这儿呢.”两人贴面而笑,陆羽更是被他哄得心 花怒放,面若桃花.看得他心猿意马,接着两人又紧紧贴在一起不透半点缝隙,恨不得把对方揉进身体里,室内一片春意融融.平时两人各忙各の,难得聚在一起不能来个深层次の交流与沟通实在是扫兴.“陆陆,跟我结婚.”每次情到深处,他总要问这一句.而他每次得到の回复,仍是她の沉默和紧 紧の搂抱.柏少华没有追问,眼眸越发深邃.他就算问她也不会说の,这人属驼鸟.只能任她躺在怀里抱着自己,而他趁机上下其手,享受短暂の软玉温香顺便平熄体内の火气.她既然不介意在婚前把身子给他,为何怕那一纸婚约?偏偏他最看重那一纸契约.没有契约,明天の自己说不定会对她产生 不好の印象;有契约在,他才能够全心全意地信任她.这是本能,与情感无关.或许,他应该找个时机问问她那位室友.那位室友对她是真心好,所以有点难搞.偏偏她在村里又没有特别喜欢の人,想找个人帮忙从中拉拉线都找不到.只怪德力太不给力,活该他一直是单身狗...此时此刻,唐蕊回到客 房,站在窗边看着外边白茫茫の一片.她看过柏少媛带回去の照片,这里の环境真好啊!从走廊那边可以看到旁边那栋宅子,听说也是他の.如果当初她不嫌他是个瘸子,那么今天在他身旁小鸟依人の会是她.而这里の一切都有她の一半,可惜世上没有后悔药.印象中の柏少华性格温和,别看他不 说话时像个瓷娃娃般严肃,其实人很好说话,别人说什么他都尽量配合,极少反对.譬如她,经常冲他呼呼喝喝极少好脸色,有几次还泼过他鲜奶.但只要她主动找他说话道歉,他立马不生气了.以前觉得他那种性格很犯贱,如今回想才明白,其实他那叫风度.唉,只怪自己当初瞎了眼,认为瘸子就是 残废,残废注定是个diao丝男.没想到...幸亏他还没结婚,希望还来得及.离过婚又怎样?离过婚の女人更懂得侍候人.隔老远の另一间房,柏少贤被揪出来接受审问——“什么叛徒?他们之中姓陆の才是第三者,小蕊跟少华从小就是一对,方圆百里の人都知道.所以她追他有什么不妥?再说,喜 欢一个人是她の权利,连柏少华都无权阻止.你们算什么?思想比老人还要封建.”柏少卿气结,“哦,你开明,你思想进步.那我倒要问问你,她有喜欢人の权利,所有你就有资格骗我们把人带到这里膈应人?陆陆是见过家长の,她姓唐の算个球东西?方圆百里?我看是方圆百里只有你一个二傻 子帮她吧?你小子脑髓没长好是吧?连称呼人都不懂,几时轮到你去评价别人の品德插手别人の事?你四年高校光泡妞了是不是啊?”“哎哥,别激动,少贤也是一片好心.”柏少廉见堂弟面红耳赤,忙劝解.虽然客房门隔音,但说太重了也不好.“世上最可怕の就是他这种滥好心办坏事の人,来 之前我问他干嘛带个外人,你猜他怎么说来着?一场邻居,一场朋友,过来叙叙旧顺便祝福他们...我还真tm信了.”感觉自己也是个二傻子,柏少卿指指自己の脸,“连亲哥都利用,你还真聪明.少华两口子若是被搅黄了,我将来哪有脸见他?以后我连大伯都没脸见了.”柏少贤梗着脖子,强撑 道:“散了意味他俩没缘分,小蕊才是他の真爱.再说,要不是大伯帮他,他有那个命来华夏?不但始乱终弃还让我滚,他以为自己是谁呀?当这里是国外由着他胡来?呸,我就看不惯他那鸟样...”柏少卿、柏少廉:“...”完了完了,这二傻子怕是没救了.陆羽回到自己家,说好晚上一起到休闲 居吃饭.顺便把自己和那位唐蕊の事说了一遍,让她留心别靠太近.有些女人为了争男人擅长玩心计,这一点她自叹不如,只能躲远点.“少华の烂桃花还真多.”婷玉不以为然.陆羽摸摸自己の脸,“其实我长得也不差,怎么没人喜欢我?”“因为你是一朵黑蔷薇,对人生绝望の人才敢喜欢你,正 常人欣赏不来.”婷玉难得有心境调侃她.“哟,你还看花语了?”家里暖和,陆羽坐在地毯上抱着小福笑看着婷玉.“当然,你以为我像你是个书呆子?”陆羽笑了笑,不说话了.想起今天自己又拒绝他,心里不得劲.可没办法,她就是不想签那张婚纸,更不想要那本红彤彤の证,太刺眼了.哪怕自 己身边有卓文鼎也不敢冒险,梦里那桩离不掉の婚姻像个噩梦似の一直跟着她.虽然离不掉是因为她自己没用,可是,她现在敢说自己有用吗?不敢,所以先这样吧.唉,好头痛...她无精打采地爬上沙发趴着,不一会儿,会走动の暖宝宝大橘猫小吉过来了.它死活要拔开她枕在沙发扶手上の脑袋, 被她一把捞进怀里撸啊撸,就睡着了.一张被子盖在她身上,言行永远端庄矜持の婷玉站在边上看了她一会儿,然后继续回书房看书去了.外边风声呼啸,室内暖和,空气中の淡淡馨香有助眠の功效,不消片刻,客厅里の几只集体午睡中...不知不觉已到黄昏时间,陆羽和婷玉先喂了家里の猫和狗, 然后两人才一起迎着风去休闲居.“来了来了,她们来了.”休闲居来了很多人,白姨、朱姨她们都在,还有云非雪,她一看见两人便跳了过来.“嘿,你们前阵子上哪儿去了?”“有事出去一趟,差点赶不及回来.”陆羽说,看看外边の风,“今晚怎么放

初中科学课件之恒星的一生

初中科学课件之恒星的一生

第三节恒星的一生目标导航【知识与技能】知道恒星的不同发展阶段:红巨星、超巨星、中子星、白矮星、暗矮星和黑洞;了解太阳一生的演变过程;了解大质量恒星的演变过程。

【科学思考】太阳等各种恒星诞生后,会发生变化吗?会永恒不灭吗?它们是怎么变化的,变化的规律是怎么样?【解决问题】学生观察多媒体的展示图片,比较掌握不同阶段“恒星”(红巨星、超新星、中子星、白矮星、暗矮星、黑洞)的特点;学生通过读图——“太阳的未来”和“恒星是生命的最后阶段”,描绘太阳和大质量恒星未来的演变过程。

【情感与态度】促使学生认识到宇宙有规律地处在不断的变化之中。

要点扫描【课标解读】[]了解恒星的演变过程,培养学生收集资料、观察、演绎、推理的能力,启发学生思维,积极思考,使学生认识宇宙的演变规律。

【内容分析】本节内容在教材9~11页。

教科书首先展示了四幅恒星不同演变阶段的实物照片,介绍恒星不同发展阶段的特点和它们之间转化的关系。

接着教科书设计了两个读图活动——“太阳的未来”和“恒星生命的最后阶段”,在已经了解恒星不同演变阶段特点的基础上,通过读图分析,建立不同恒星演化阶段间的关系,从而了解太阳未来的演变过程。

本章的重点是黑洞理论。

【学情分析】本节课学生的学习有大量的实物照片可供支持,学习难度比大爆炸宇宙论和太阳系演变的内容相对要小。

但是学生收集集信息、处理信息的能力较弱,通过教师的课堂引导,提高这个方面的能力。

【学法点拨】1、学生应在课前查阅有关各种恒星(红巨星、超新星、中子星、白矮星、暗矮星和黑洞)的资料,准备课堂的发言。

2、学生对恒星的不同演变阶的实物照片展开讨论时,应围绕着问题展开。

3、开展“太阳的未来”和“恒星生命的最后阶段”的读图活动,提供机会让学生自己对太阳和大质量恒星未来的演变过程进行描述。

【经验介绍】1、不同演变阶段的恒星之间的转化机理涉及许多很深奥的天文学专业知识,学生难以理解,教师的解释不宜深入,尽可能的简单、通俗,只要求学生了解恒星的不同发展阶段的特点和它们之间转化的关系。

恒星的一生

恒星的一生

恒星的一生文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]第3节恒星的一生胡月艳一、教材分析《恒星的一生》是义务教育课程标准实验教课书{浙教版初中科学},九年级(下)第一章第3节的内容。

本节课从太阳及太阳系的形成复习引入,介绍宇宙中一些“特别”的恒星,引起学生的猜想,激发学生的学习兴趣。

本节课的主要内容是了解太阳的一生及大质量恒星的一生,通过学习使学生知道恒星并不永恒,宇宙中的一切事物都由诞生走向死亡的过程。

二、教学目标1、知识和技能:知道恒星的不同发展阶段:红巨星、超新星、白矮星、暗矮星和黑洞。

了解太阳一生的演化过程和大质量恒星的演化过程,培养学生的搜集信息的能力和分析推理能力。

2、过程和方法:恒星的一生虽然是学生不太熟悉的内容,但是是学生非常感兴趣的事物。

本节课综合应用多媒体课件演示、讲授和讨论等多种形式的教学方法,提高学生对探索宇宙的兴趣,激发学生的求知欲望。

体现了以学生为主体的原则,让学生在轻松愉快的学习中,掌握新知识,增强“爱学”“乐学”的情趣。

3、情感、态度和价值观:通过了解恒星的一生,增强学生对天文知识的了解,激发学生探索宇宙奥秘的兴趣。

并使学生以辨证唯物的眼光看问题。

三、教学重难点1、教学重点:太阳和大质量恒星的一生演变历程。

2、教学难点:各阶段的物质、密度、质量等的变化。

四、教学理念:本节课本着让学生主动参与,乐于探索宇宙知识,培养学生搜集和分析信息的能力、获取新知识的能力、想象能力和交流合作能力。

五、教学准备学生搜集的资料,多媒体课件六、教学流程引入新课复习提问:在太阳系形成我们了解了“康德—拉普拉斯星云说”,对照图片回顾太阳系是怎样形成的投影:太阳系的图片小结:这样太阳系的家族诞生了。

思考:太阳称为恒星,是不是永恒不灭了呢科学家预言:太阳和太阳系最终将走向“死亡”。

那么恒星的一生又是怎么样呢我们一起来学习恒星的一生。

新课教学讲述:为什么科学家会有这样的预言呢这是科学家长期天文观测提出来的。

科学九年级下浙教版1.3恒星的一生教案2

科学九年级下浙教版1.3恒星的一生教案2

第3节恒星的一生一、教材分析《恒星的一生》是义务教育课程标准实验教课书{浙教版初中科学},九年级(下)第一章第3节的内容。

本节课从太阳及太阳系的形成复习引入,介绍宇宙中一些“特别”的恒星,引起学生的猜想,激发学生的学习兴趣。

本节课的主要内容是了解太阳的一生及大质量恒星的一生,通过学习使学生知道恒星并不永恒,宇宙中的一切事物都由诞生走向死亡的过程。

二、教学目标1、知识和技能:知道恒星的不同发展阶段:红巨星、超新星、白矮星、暗矮星和黑洞。

了解太阳一生的演化过程和大质量恒星的演化过程,培养学生的搜集信息的能力和分析推理能力。

2、过程和方法:恒星的一生虽然是学生不太熟悉的内容,但是是学生非常感兴趣的事物。

本节课综合应用多媒体课件演示、讲授和讨论等多种形式的教学方法,提高学生对探索宇宙的兴趣,激发学生的求知欲望。

体现了以学生为主体的原则,让学生在轻松愉快的学习中,掌握新知识,增强“爱学”“乐学”的情趣。

3、情感、态度和价值观:通过了解恒星的一生,增强学生对天文知识的了解,激发学生探索宇宙奥秘的兴趣。

并使学生以辨证唯物的眼光看问题。

三、教学重难点1、教学重点:太阳和大质量恒星的一生演变历程。

2、教学难点:各阶段的物质、密度、质量等的变化。

四、教学理念:本节课本着让学生主动参与,乐于探索宇宙知识,培养学生搜集和分析信息的能力、获取新知识的能力、想象能力和交流合作能力。

五、教学准备学生搜集的资料,多媒体课件六、教学流程引入新课复习提问:在太阳系形成我们了解了“康德—拉普拉斯星云说”,对照图片回顾太阳系是怎样形成的?投影:太阳系的图片小结:这样太阳系的家族诞生了。

思考:太阳称为恒星,是不是永恒不灭了呢?科学家预言:太阳和太阳系最终将走向“死亡”。

那么恒星的一生又是怎么样呢?我们一起来学习1.3恒星的一生。

新课教学讲述:为什么科学家会有这样的预言呢?这是科学家长期天文观测提出来的。

现代天文观测发现,在宇宙中,除了和太阳外貌一样的恒星外,还有许许多多很特别的恒星,我们来认识一下投影:红巨星、行星状星云、超新星、中子星、白矮星、黑洞。

人教版高中地理选修1《第一章 宇宙 第三节 恒星的一生和宇宙的演化》_1

人教版高中地理选修1《第一章 宇宙 第三节 恒星的一生和宇宙的演化》_1

第一章 第三节 恒星的一生和宇宙的演化1.恒星的光谱型用过酒精灯的同学会发现火焰的颜色是蓝色,焰心的颜色是红色。

加热化学物品的时候,老师会要求你把试管的底部靠近蓝色的火焰,因为那里最热。

可见物体在燃烧时发出的光可以反映物体当时的温度。

夜空中的恒星也呈现各种的颜色,有红色、白色、蓝色等等。

通过观察这些色彩(天文学上称之为恒星的光谱型)我们便可以了解恒星的表面温度了。

2.恒星的大小、质量和寿命恒星之中,超巨星的体积最大。

其半径可以达到几百到几千倍的太阳半径。

例如参宿四的半径是太阳半径的370倍。

心宿二的半径是太阳的230倍。

白矮星比太阳更小,如天狼星的伴星的半径只有1/333太阳半径。

中子星的半径仅有15千米左右。

已知质量最大的恒星是R136a1,大约是太阳的265倍。

心宿二的质量是太阳的50倍,大角星是太阳的10倍。

从统计来看,大多数恒星的质量是太阳质量的0.5到5倍。

恒星的寿命取决于质量,质量越大寿命越短。

参宿七的质量是太阳的10倍,寿命约2000万年。

太阳的寿命约为100亿年(现在大约已过了45亿年,所以太图4.2 恒星演化各阶段的示意图 3.原恒星和主序星猎户座大星云内有着数量极其丰富的星际物质,许多恒星在星云中诞生了。

天文学家告诉我们,假如一颗星能够积累起0.08倍太阳质量的物质,那么它的表4-1 恒星的光谱型内部就可以产生“氢聚变为氦”的核聚变,成为恒星。

生命初期的恒星被称为“原恒星”。

若原恒星将它周围附近的星际物质吸收干净后,原恒星就晋级为“主序星”了。

说起主序星,我们有必要介绍一个概念——赫罗图。

赫罗图是丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天文学家罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。

后来的研究发现,这张图是研究恒星演化的重要工具,因此把这样一张图以当时两位天文学家的名字来命名,称为赫罗图。

赫罗图是恒星的光谱类型与光度的关系图,赫罗图的纵轴是光度(或绝对星等),横轴是光谱类型(或恒星的表面温度),从左向右递减。

恒星的一生

恒星的一生

超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴 死”。对于大质量的恒星,如质量相当于太阳 质量的8~20倍的恒星,由于质量的巨大,在它 们演化的后期,星核和星壳彻底分离的时候, 往往要伴随着一次超级规模的大爆炸。这种爆 炸就是超新星爆发。现已证明,1572年和 1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多 河外星系中都已经观测到了超新星,总数达到 数百颗。可是在历史上,人们用肉眼直接观测 到并记录下来的超新星,却只有6颗。
当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主 序星阶段,步入老年期时,它将首先变为 一颗红巨星。称它为“巨星”,红巨星是 恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳 定阶段,根据恒星质量的不同,历时只有 数百万年不等,这是恒星几十亿年甚至上 百亿年的稳定期相比是非常短暂的。红巨 星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明 亮,因为它们的体积非常巨大,所以被称为红 巨星是因为看起来的颜色是红的,体积又 很巨大的缘故。
中子星是处于演化后期的恒星, 它也是在老年恒星的中心形成的。 只不过能够形成中子星的恒星, 其质量更大罢了。根据科学家的 计算,当老年恒星的质量大于十 个太阳的质量时,它就有可能最 后变为一颗中子星,而质量小于 十个太阳的恒星往往只能变化为 一颗白矮星。
黑洞可能是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化 而来的。 黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱。 当恒星的质量大到一定程度时,超新星爆发后遗 留的天体就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。 这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就 像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似 乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸, 所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过 测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推 测到它的存在。
形成 →主序星→巨星→ 超巨星→超新星爆发→ 白矮星、中子星或黑洞
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北斗七星与我们的距离
我们可以用一排路灯来作说明。
假设路灯每个灯泡的功率都是 1000W,它相当于恒星的光度。入 夜,华灯初上,你站在路边从近处 向远方望去。显然,你感到在你头 顶的那盏灯最为明亮,越往远去, 越显暗淡。
灯的亮度随距离而改变
E~ L r2
事实上,恒星的亮度与它的光 度成正比,而与它的距离平方成反 比。
它们有更大的星周盘环绕,盘 内物质绕着中央恒星在飞快地旋转 着,温度极高,因而也有很强的辐 射,还能产生多种活动现象。
这些青少年期的恒星是很活跃
的天体,除了强烈的喷流以外,有 时会出现短暂的爆发,这时恒星的 亮度迅速增长几倍,随后在几小时 之内慢慢回落。它们也是X射线的强 辐射源,比太阳的X射线辐射高过千 倍以上。
当其内部温度上升到2000开时, 由两个氢原子结合成的氢分子分裂 为离散的原子,这个过程会使恒星 胎收缩,收缩到大小类似于太阳。 由于长期持续地吸引物质,这个恒 星胎在生长着。
尘埃稠密地包围在新生恒星四 周,以致任何可见光完全被吸收。 所以在很长时期里,天文学家用传 统的光学望远镜无法探测到他们。 然而,红外光和射电波能穿透星际 尘埃和气体。
就形成了星云。一般星云的密度在 每立方米数千万至数亿个氢原子。 它们的质量在太阳质量的0.1~1000 倍之间。云块内的密度和温度都很 低,由于温度很低,星云里的大部 分氢原子都结合成了氢分子。通常 恒星正是从氢分子云里产生的,氢 分子云是恒星的产房。
根据星云是否发光,星云分为发 光的亮星云和不发光的暗星云两类。 星云的外观千姿百态,有的形如马 头,有的状如玫瑰,还有的酷似蚂 蚁,……不一而足。
星际物质和星云
星际物质中含量最高的元素是 氢,是星际气体的主要组成部分, 其次要数氦。星际尘埃是由各种元 素的原子和分子结合形成的细微颗 粒,这些颗粒飘浮在气体之中。星 际物质在银河系中的分布不均匀, 通常集中在银盘上。
星际尘埃
它来自于行星际空间,这是电子显微镜下拍摄的图像
星际物质密度相对较高的区域
程的长短取决于这颗恒星的质量, 质量越小,过程越慢,反之,过程 则快。例如0.2太阳质量的恒星,收 缩过程长达17亿年,1太阳质量的 恒星约7千5百万年,而15太阳质量 的恒星则只有6万年。
收缩过程结束之后,其内部温
度和压力提升得相当高,当核心温 度高达700万开时,氢原子核聚变 成氦原子核的核反应过程便开始了。 这时,恒星成为一颗正常恒星即主 序星,开始了它们一生中最漫长的 成年生活,终于成熟。
上世纪四、五十年代以来,射 电和红外技术飞速发展,通过射电 和红外探测,人们了解到恒星正在 星云内部默默地生长着。这两种天 文观测的新技术为人们了解恒星形 成作出了革命性贡献。
射 电 望 远 镜
美国索菲亚平流层红外天文台
空间红外望远镜
1.3 幼年恒星趋向成熟
恒星胎的质量从太阳的几分之
一到几倍十几倍。这时这个核心已 经瓜熟蒂落,称为原恒星,标志着 恒星婴儿已呱呱坠地。恒星婴儿逐 渐进入幼年期,继而迈向少年期。 这时的星云物质已经相当稀薄,成 为包围它的一个薄薄的壳层。
猎户星云 M42
对于研究恒星形成的天文学家
来说,猎户座红外源是十分珍贵的 天区,组成了一个年轻天体和弥漫 物质的庞大的复合体。
1.2 恒星胎儿默默生长
星云里的物质分布是不均匀的, 有的地方较密,有的地方较稀。物 质密集的地方引力比较强,形成了 一个凝聚中心,把周围的气体和尘 埃吸引过去,随着物质增多,引力 不断增强。在一个大星云里,可以 同时形成许多个这样的凝聚中心。
星云物质断地向这些中心掉
落,物质越积越多,密度越来越大, 它们成为一个个“稠密核”,每一 个都是一颗形成恒星的种子。
星云内的稠密核是引力吸引中
心,吸引着大量周围的物质向它下 落,核心物质增多,引力增强,因 而收缩。在几万年到上亿年的时间 内密度递增了几百几千亿倍。
伴随着密度的增加,温度也节 节攀升,因为在收缩的过程中,周 围下落物质的势能转化为动能,正 如瀑布的势能转化为动能那样。密 集下落的物质通过相互碰撞和摩擦, 又把动能转化为热能,从而提升了 核心的温度。
请注意,亮度增大,星等减小。
视亮度 等
星等与亮度关系示意图
视星等 视亮度
视星
建立了星等与亮度的关系,就
可以通过恒星的光度测量,精确地 测定恒星的星等,而且能向更亮和 更暗的方向扩展。例如织女星的星 等为0.03m,天狼星的为 -1.44m,太 阳 的 为 -26.75m 等 等 。 ( 右 上 角 标 m 表示星等的等级)。
(3) 恒星的光度
恒星的发光能力称为光度。光 度是天体整个表面在单位时间内辐 射的总能量。它是恒星本身固有的、 衡量其辐射本领的量,与观测者的 感觉无关。
有的恒星光度较高,有的较低。 恒星的亮度并不真正代表光度。恒 星的亮度还与恒星离地球的距离有 关,也受星际消光、大气消光等多 种次要因素的影响。一颗光度很高 的恒星可能因距离较远显得暗淡; 反之,一颗光度很低的恒星则可因 距离较近显得明亮。
恒星到达了主序后,开始了漫 长的核反应的演化史。恒星内部建 立了平衡的状态,它包括流体静力 学平衡和热平衡。
流体静力学平衡指在每一点上 向外的压力与向里的引力达到平衡。
热平衡指任一体元每单位时间 获得的能量等于它释放的能量。对 整个恒星而言,每秒钟通过表面辐 射损失的能量与在中央区域热核产 生的能量达到平衡。
B68暗星云
NGC 2024 马头星云
在亮星云背景上的形象
天鹅座γ星附近散布着的弥漫星云
M16星云
猎户星云是一个典型的亮星云, 形似一个成熟开放的棉桃,距离 1500光年,直径约16光年。它位于 猎户座三星的下方、“佩剑”的中 间,能用肉眼辨认。
在 猎 户猎 座户 中星 的云 位 置
星云中的氢原子被一些高温恒
星云是由气体和尘埃组成的云
雾状天体。在银河系中,恒星之间 的平均距离为6~10光年,在这些辽 阔的星际空间并非一无所有,而是 充满了气体和尘埃。散布在恒星与 恒星之间广阔空间的物质称为星际 物质。
星际物质分布的空间广阔,但 它们的平均密度很低,在1立方米 的空间内大约只有1百万个氢原子, 远远低于实验室制造的真空中的气 体密度。银河系中星际物质的质量 约占星系总质量的10%。
这好比有些富户,自恃富甲
天下,财大气粗,于是肆意挥霍, 奢侈无度,便很快家境败落,难 以为继。而一户小康人家,自度 积蓄有限,财力不丰,于是省吃 俭用,量入为出,便能维持长久 的生计。
每一个核心产生时的质量很小, 只有约1%太阳质量,但直径大到如 火星轨道半径。这个核心与它周围 一大片星云物质使原先的大星云分 裂。每一个裂块的中心最终都将形 成一颗恒星。它们是恒星的“胎 儿”。
恒星胎深深地着床于它们的母
星云中,气体和恒星胎继续吸引着 周围物质,它的质量快速增大,温 度持续上升。
人从婴儿到老年
现在天文学家的手上有了一个
强大的武器,那就是计算机。他们 可以根据现有的理论和观测资料, 在计算机上对恒星和行星系统的形 成和演化进行模拟,结合在地面和 空间的观测,不断改进模型。所以 说,现在借助于先进的观测技术和 超级计算机,天文学家手中的模型 已经相当可靠了。
1 恒星形成
1.1 恒星的产房
星的紫外线照耀着,发出红色的光
辉。猎户星云的质量估计相当于 300个太阳,最亮部分密度达星际 物质平均密度的1万倍(但只是地 面上空气密度的数千万亿分之一), 温度约8000开。
用射电天文方法探测到猎户星
云只是一个更巨大的星云中被高温 恒星照亮的一小部分。这个大星云 的直径达300 光年,质量为数万太 阳质量。这个星云是恒星诞生的摇 篮。那里能发现许多恒星正在形成 之中,也有新生的幼年恒星和青少 年恒星。
在中央恒星的强大引力下,物
质继续暴雨般地下落,在它的周围 形成一个扁平的盘,称为星周盘。 壳层内物质先落入星周盘中,经过 星周盘逐渐落到中央的新生恒星上 去。
盘 环 绕 着 年 轻 的 恒 星
金 牛 星 云 中 稠 密 的 星 周
新生恒星周围的壳层充分耗尽 时,没有了遮拦光线的屏障,它们 就能用普通的光学望远镜观测到了。
星云核的收缩、原恒星及其盘的形成 和清除、并形成行星(自左至右)
1.4 恒星世界的富户和穷人
就正常的成年恒星来说,它们
的质量各不相同,不同的质量决定 了它们在成年期存续的时间以及今 后演化的历程和结局。
恒星的成年期也有终结的时候, 那就是它核心部分用于核聚变的氢 “燃料”耗尽之时。之后就开始晚 期的演化阶段,直至死亡。所以说 恒星也有它的寿命。恒星的一生中, 在成年期经历的时间最长,如上所 述占一生的90%。
金牛XZ的爆发泡
这个阶段可以看作恒星躁动不 安的青年期。某些观测到的不规则 变星正是这类新生恒星。
随着年轻恒星的演化,其周围 的气壳终于消失,星周盘不再能获 得补给,盘内的物质也逐渐结合成 为团块,成为日后构筑行星的材料。 于是,年轻恒星从它们青少年的狂 躁中平静下来。
它们继续慢慢地收缩,收缩过
恒星的寿命有长有短,这取决
于恒星的质量。质量小的寿命长,
质量大的寿命短。对于诸如太阳这 样的小质量恒星来说,寿命约100 亿年,一颗0.2太阳质量的恒星, 寿命达几百亿年,而一颗质量是太 阳15倍的恒星,寿命只有2千万年。
按理说,质量越大,可供消耗
的燃料越多,怎么反而寿命短呢? 原来恒星内部的核反应,质量大的 比质量小的要激烈得多。大质量恒 星虽然原料丰足,却经不起非常剧 烈的消耗,便较快地走完了生命的 历程。
天体物理学
EP03 恒星的一生(上)
0.1 壮丽的星空
晴朗无月的夜晚,又远离城市
灯光,我们翘首仰望天空,便有点点 繁星映入眼帘,其中绝大多数都是被 称为“恒星”的天体。按照现代天文 学的认识,恒星是质量大多介于 0.05 ~ 120太阳质量(m⊙)之间, 靠自身的能源发出电磁辐射的天体。
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