[转载]天体演化
天体的起源和演化

在快收缩过程中,星云内部的温度逐渐增高,压力不断增大,当压力增到 近似与引力相等时,开始建立平衡结构,这时星云由快收缩过程转化为慢收 缩过程。
在慢收缩阶段,主要能源仍然是收缩时释放的引力势能,在慢收缩的末期, 当中心温度升到80万度以上时,内部开始出现热核反应,这种热核反应成为 这一阶段除了引力收缩以外的另一种能源,最先出现的是下列反应:
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不同质量的恒星,收缩的时间不同,质量等于太阳的恒星,慢收缩阶段长约 7500万年,15 M⊙的恒星,约6万年,0.2 M⊙的恒星,则长达17亿年。
引力收缩阶段为主序前阶段。星际云收缩为原恒星。
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决定恒星特性的两个主要因素是恒星的初始质量和化学组成。由观测可知, 恒星形成要有一定的质量,一般恒星的质量范围是0.1太阳质量~60太阳质量。 质量太低,若小于0.08太阳质量的天体,靠自身引力不能压缩它的中心区达到 热核反应并自身发可见光,如太阳系的木星有红外辐射源,就不能称恒星。大 于60太阳质量的天体,由自身引力压缩,中心很快达到高温,辐射压大大超 过物质压,很不稳定,目前还未发现。
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7. 磁场强度也是多种多样的。中子星的磁场强度为1012-1013G。 白矮星为107G;太阳普遍磁场也有几高斯,有的恒星磁场更小。 8. 自转角速度一本来说早型星较大、晚型星较小。自转速度一 般为几十-几百公里每秒,唯有中子星达几千公里每秒。 9. 恒星的物理特性多种多样,但质量差异不显著,最多只有上 千倍之差。 10. 除了正常的恒星以外,氦发现了数以万计的大量特殊类型的 恒星,如脉动变星、新星、超新星、脉冲星等。多样种类的恒 星,为恒星演化提供了丰富的材料,是恒星演化学的观测基础 和依据。 11. 近年来研究恒星的一个重要资料是证明了恒星的年龄是多种 多样的。球状星团的年龄在109-1010年,疏散星团的年龄一般 小于109年;星协的年龄为105 年左右,一些抛射物质的不稳定星位108年。对于光度很大的O 型星、B型星,年龄一般为108年。
天体物理中星系的形成和演化

天体物理中星系的形成和演化星系是宇宙中最大的天体系统,包括恒星、行星、星云、黑洞等众多天体。
星系的形成和演化是天体物理学中一个重要的研究领域,涉及到恒星的产生、分布、演化以及宇宙起源等方面。
一、星系的形成宇宙大爆炸后,宇宙的物质开始通过引力相互作用而聚集在一起。
最初形成的是星系团,由多个星系组成。
而星系团中的每个星系又是由大量的恒星、气体和尘埃组成的。
这些原始物质在星系的引力作用下进行重力塌缩,并不断颗粒聚合,最终形成了星系。
星系的形成过程涉及到多个因素。
一是初始的宇宙密度分布,密度越高的区域引力越强,聚集更多的物质,从而形成更多的星系。
二是星系的初始旋转,旋转会使星系内的物质沿着同一方向运动,从而促进物质的聚集。
三是星系内物质的冷却,冷却可以使气体凝聚成更大、更稳定的物质结构,比如星形成区、行星系等。
二、星系的演化星系内的恒星可以从气体中形成,它们的寿命也各不相同。
恒星的演化会对整个星系的演化产生影响。
例如,年轻、大质量的恒星在其寿命末期能够引发超新星爆炸,喷射出大量物质到星系中。
这些物质在星系内扩散,并为下一代星星形成提供了新的物质基础。
而老年恒星也会燃烧完其燃料,发生巨大的恒星演化,形成白矮星、中子星、黑洞等。
星系的演化还受到其他许多因素的影响,比如恒星间的相互作用、星系的外在环境等。
恒星间的相互作用会导致重力摄动和行星系统的形成,同时也可能产生星系之间的碰撞和并合。
星系的外在环境包括星系间的相互作用、星系漫射、星系潮汐等,对于星系内的恒星分布和运动都会产生影响。
三、星系的分类星系可以按照形态大致分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系三种。
椭圆星系是形状近似于椭圆形的星系,恒星分布相对均匀;螺旋星系则是由恒星及星际物质组成的两臂螺旋状结构,中央通常存在星系核和伽马射线暴等高能现象;不规则星系则是形状不规则的星系,没有明显的对称结构。
除了形态分类外,星系还可以按照属性进行分类。
一种常见的分类方式是按照光度和质量。
天体模型演化

除了宗教原因外,还有 已知托勒密体系已经能够达到人们所期 待的精确性。为什么要放弃一个古老的、 经过时间检验的宇宙理论,冒险接受一 个新方案? 就感官经验而言,地球是坚实、不可运 动的实体,而天空中的其他存在是值得 怀疑的。
在当时的天文学观测和力学科学的状态 下,新天文学理论无法说明。如地球运 动,则物体下落应在其西边,而没有观 察到恒星视差也是哥白尼的困难。
能够支撑哥白尼的,是形而上学的数学 信念。
这种信念是开普勒和伽利略所坚持的, 当然把这种信念精致化,除了严密的数 学推理外,还需要是大胆的宣传甚至流 血。
天体起源与演化理论48页PPT

51、山气日夕佳,飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿,帝乡不可期。 54、雄发指危冠,猛气冲长缨。 55、土地平旷,屋舍俨然,有良田美 池桑竹 之属, 阡陌交 通,鸡 犬相闻 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯
太阳系小天体的轨道演化模拟

太阳系小天体的轨道演化模拟太阳系是由太阳和围绕其运动的一系列天体组成的。
除了八大行星之外,太阳系中还存在着大量的小天体,如彗星、小行星、陨石等。
这些小天体的轨道演化对于了解太阳系的起源和演化历史具有重要意义。
本文将介绍太阳系小天体的轨道演化模拟方法以及其研究意义。
一、太阳系小天体的种类及特点太阳系小天体主要包括彗星、小行星和陨石等。
彗星是由冰冻物质和尘埃组成的天体,其轨道通常呈现长椭圆形,周期性返回太阳附近。
小行星是太阳系的岩石和金属天体,其轨道大多位于行星轨道之间,多数是围绕太阳转动的不规则形状天体。
陨石是从太阳系其他天体上脱落的岩石和金属块,其轨道多样,可能是彗星和小行星的残骸。
二、太阳系小天体的轨道演化模拟方法1.数值积分方法数值积分方法是模拟太阳系小天体轨道演化最常用的方法之一。
通过建立质心参考系,以太阳为静止参考点,通过数值计算求解天体的运动方程。
数值模拟可以考虑相互之间的引力相互作用,从而模拟太阳系小天体在不同引力场中的轨道演化。
2.三体问题对于太阳系中的小天体来说,引力作用主要来自于太阳和行星。
由于行星质量较小,因此可以将太阳系小天体与太阳和单个行星的相互作用看作是一个简化的三体问题。
通过求解三体问题,可以模拟小天体在太阳和行星引力下的轨道变化。
3.碰撞模拟太阳系小天体之间可能发生碰撞,导致轨道变化或者天体破裂。
碰撞模拟可以通过给小天体施加一定的初速度和方向来模拟小天体之间的碰撞过程,并观察碰撞对轨道的影响。
三、太阳系小天体轨道演化模拟的意义1.揭示太阳系起源和演化历史通过模拟太阳系小天体的轨道演化,可以了解太阳系的形成过程以及天体运动的变化规律。
这有助于揭示太阳系的起源和演化历史,进一步认识宇宙的形成与演化。
2.预测小天体的轨道变化太阳系小天体的轨道演化模拟可以帮助科学家更好地预测彗星的轨道周期和出现时间,为天文观测和空间探测提供依据。
例如,通过模拟哈雷彗星的轨道,科学家可以预测其下一次接近地球的时间,为观测和研究提供机会。
13C 天体的演化

黑洞:
所谓“黑洞”,就是这样 一种天体:它的引力场是如 此之强,就连光也不能逃脱 出来。 根据广义相对论,引力场 将使时空弯曲。当恒星的体 积很大时,它的引力场对时 空几乎没什么影响,从恒星 表面上某一点发的光可以朝 任何方向沿直线射出。而恒 星的半径越小,它对周围的 时空弯曲作用就越大,朝某 些角度发出的光就将沿弯曲 空间返回恒星表面。
恒星的演化
一、恒星的分类
1.按体积分类
2.按温度与亮度分类
按体积分类
主序星
按温度与亮度分类
恒 星 颜 色 、 温 度 和 亮 度 的 关 系
恒星的演化
二、恒星的距离
视觉差距法
恒星的演化
三、恒星的诞生
恒星的诞生
恒星的演化开始于巨分子云。 一个星系中大多数虚空的密度 是每立方厘米大约0.1到1个原 子,但是巨分子云的密度是每 立方厘米数百万个原子。一个 巨分子云包含数十万到数千万 个太阳质量,直径为50到300 光年。 在巨分子云环绕星系旋 转时,一些事件可能造成它的 引力坍缩。 巨分子云可能互相 冲撞,或者穿越旋臂的稠密部 分。邻近的超新星爆发抛出的 高速物质也可能是触发因素之 一。最后,星系碰撞造成的星 云压缩和扰动也可能形成大量 恒星。
恒星的存在周期
如果行将就木的巨星或超巨星突 然发生爆炸,在几十天内乃至上 白天内都会发出比以前的亮度几 百万倍的强光,这种爆炸就是前 面提到的超新星爆炸。超新星形 成之后,外层物质会继续扩散到 太空中,成为星云的组成部分, 这些星云而后会坍缩成为一个新 的恒星。太阳就是这样一颗“转 世”的恒星。而由于爆炸的反作 用力,超新星中心的物质一步压 缩,电子也会陷入到原子核内部, 与质子结合形成种子,最终成为 一颗中子星。中子星的半径通常 不会大于20km。
天体演化专业笔记(3)
星系星系是某些更大旳天体,是可见宇宙构造旳基本单位。
银河系河外星系一、银河系1、银河系总体构造:银盘、核球、银晕①银盘银道面:银盘旳中心平面叫作银道面,直径约8万光年,中间厚﹐外边薄,形状有点像体育运动用旳铁饼。
中间部分旳厚度大概6500光年。
太阳附近银盘厚度约3300光年。
旋臂:处在银盘内,重要是由4条巨大旳旋臂环绕构成(英仙臂﹑猎户臂﹑人马臂、天鹅臂),这些旋臂由中心延展至银盘边沿,是气体、尘埃和年轻旳恒星、蓝色恒星集中旳地方。
是新恒星诞生旳摇篮,太阳位于猎户座臂上,距离银心约为半径旳三分之二,约28,000光年。
②核球星系旳中心凸出部分,是一种很亮旳椭球状,长轴约为1.3万¡ª1.6万光年,厚约1.3万光年,大概汇集1000万颗恒星。
银心(银核):核球旳中心,位于夏季星座人马座附近,因此夏天比冬天旳银河更璀璨而美丽。
这里构造极其复杂。
诸多证据表白,在中心区域存在着一种巨大旳黑洞,星系核旳活动十分剧烈,发出强旳射电﹑红外和X射线辐射。
③银晕直径约10万光年,这里恒星旳密度很低,分布着某些球状星团。
银冕:有人觉得,在银晕外面还存在着一种巨大旳呈球状旳射电辐射区,称为银冕。
银冕至少延伸到距银心一百千秒差距或三十二万光年远处。
2、银河系旳恒星环绕银心转动(自转)射电天文已成为研究银河系自转旳重要手段。
3、银河系旳构成:恒星星云(Nebula) 暗物质⑴恒星:有一﹑二千亿颗恒星﹐其相称大一部分是成群成团分布旳。
⑵星云(Nebula):除恒星外﹐还存在大量弥漫物质﹐即气体或尘埃构成旳云雾状天体。
它们体积庞大,但十分稀薄,有旳地方几乎是真空。
可分为:行星状星云和超新星遗迹:重要成分为恒星爆发抛出旳气体。
弥漫星云(星际云):形状不规则旳气体和尘埃云。
按发光性质,可分为:亮星云(发射星云,反射星云)、暗星云。
⑶暗物质:除了可以看得见旳部分,我们相信银河系有不少天体是不发光旳,统称为暗物质,虽然它们不能被测到,但引力却暴露了它们旳存在。
13.C天体演化
13.C天体的演化【学习目标】(1)知道恒星一般按照其亮度、体积、温度等特征来分类;(2)知道恒星的质量和寿命有关系;(3)知道恒星演化的基本过程。
【学习内容】我国北宋年间(1054年),在东方“天关”附近突然出现一颗“客星”,司天监(当时国家天文台)用肉眼连续观察到了两年之久,直到看不见为止;19世纪,人们用望远镜发现在这个方向有蝎状星云;20世纪初发现这团星云在膨胀,并计算得知,1054年正是膨胀的开始。
天关客星,是天体演化中一次典型的超新星爆发(天体爆炸),蝎状星云是爆发时抛射出的气体。
本课我们将学习天体演化中涉及的一些基本知识。
一、恒星分类1、分类原则:天文学家根据恒星的_______、温度和亮度等主要特征来进行分类。
2、恒星根据大小排列有:超巨星、巨星、______、白矮星、中子星。
3、恒星的亮度与恒星的体积、温度以及它与地球的____有关。
4、温度和亮度的关系——赫罗图主序对角线上,恒星的亮度越大,说明恒星表面的温度越_________。
二、恒星演化的几个阶段1、几个阶段:诞生期、______、死亡期2、恒星寿命和质量关系;恒星质量越小,寿命越_____。
3、恒星的归宿(演化图):恒星核心向外的"辐射压"和恒星质量引起的"重力压"之间的平衡较量白矮星的形成过程:恒星从星云中诞生⑴,经过收缩阶段成为原恒星⑵,然后进入主序带⑶。
一旦在核心的氢被耗尽,它膨胀成为红巨星⑷,然后它的外壳散逸成为行星状星云,核心变质成为白矮星⑸。
示例1 下列星体中,与恒星发展历程无关的是()A、红巨星B、中子星C、黑洞D、行星示例2 恒星的主序星阶段是指()A、在红巨星形成的时段内B、在白矮星完全形成之后C、恒星最稳定的时间D、恒星尚未形成之前的阶段示例 3 下列星体中属于恒星的是()A、金星B、水星C、北极星D、火星。
太阳系天体形成演化模型的新进展
太阳系天体形成演化模型的新进展第一章:引言太阳系是一个包括八大行星和其他小天体的庞大系统,这些天体的形成演化过程一直是天文学研究的热点问题。
随着天文仪器的不断更新和模拟技术的发展,近年来在太阳系天体形成演化模型领域取得了许多新成果。
本文将从恒星演化、行星系统结构、天体碰撞等方面介绍太阳系天体形成演化模型的新进展。
第二章:恒星演化对太阳系天体形成演化的影响太阳系的形成始于约45亿年前,在此之前,恒星的演化已经开始了。
据研究表明,恒星演化与行星的形成演化密切相关。
在太阳系中,太阳的出现和演化是太阳系天体形成演化的重要驱动因素。
恒星在演化过程中,会释放出大量的物质,这些物质在行星的形成和太阳系动力学过程中都发挥了重要作用。
近期有学者提出了一个新的理论:恒星性质的差异对行星系统演化产生了不同的影响。
例如,质量较小的恒星在早期可能会形成相对较小的行星,而质量较大的恒星则可能形成更大的行星。
此外,恒星较早演化产生的物质在行星形成期间可能被行星吸收,导致行星的质量和位置发生变化。
第三章:行星系统结构太阳系以其精细的结构而闻名,但其特殊性质也限制了我们对其他行星系统的了解。
然而,随着卫星和太空探测器的发展,我们对太阳系天体的准确观测和分析能力也越来越强,这为我们更好地了解行星系统结构和行星形成演化提供了基础。
目前,行星系统结构的建模已成为太阳系形成演化研究的重点。
这些模型旨在提供有关行星系统结构如何形成及其动力学演化的信息。
这些研究不仅有助于了解太阳系的形成演化历史,还可以为找到其他行星系统和外太空生命的存在提供线索。
第四章:天体碰撞与太阳系天体形成演化在太阳系历史长河中,天体碰撞是造就今天太阳系形态的重要因素。
在太阳系形成初期,大量的小行星和彗星在太阳系内形成了行星和其它大天体。
而后这些小天体间的碰撞和合并,又不断调整了太阳系的结构和行星轨道。
天体碰撞不仅对太阳系天体形成演化影响深远,还可能导致行星和卫星表面结构的变化以及一系列天体物理现象和动力学演化过程。
天体演化笔记6
气态巨星 木星(Jupiter) 土星(Saturn) 天王星( Uranus) 海王星(Neptune)
1、 基本数据 木星是太阳系最大的行星 ,亮度仅次于金星 。
土星是太阳系中第二大行星,密度是最小的。
天王星:自转轴几乎在轨道面内。每隔21年太阳轮流照射在南极、赤道、北极、赤道,他是
太阳系中唯一的一个两极光照比赤道多的星球。但奇怪的是赤道的温度仍比两极高。
内部都有热源。
2、内部构造 木星\土星:
平均密度小。氢与氦的大气层,大气层深处,压力、温度增加, 将气体压缩成液态, 更深处呈液态金属氢状态,能够导电;中心由冰岩石组成的固态核。
天王星\海王星:
平均密度较大些。含有较多的冰物质,中央是岩石、金属核,中间(幔)是冰物质,外层是液态的氢、氦。
3、外观: 木星: 木星彩色条带,有亮带和暗条纹,最上层大气层中强烈的东西风造成的,表面的不同颜色源于大气各层内部发生的不同化学反应。亮区的云层由氨冰组成,颜色鲜明,叫做带;暗区的云层由氨化物组成,叫做带纹。氨化物有各种颜色:白色、橙色、褐色,但大部分是红棕色。
土星: Winds in the upper atmosphere reach 500 meters per second in the equatorial region. (In contrast, the strongest hurricane-force winds on Earth top out at about 110 meters per second.) These super-fast winds, combined with heat rising from within the planet's interior, cause the yellow and gold bands visible in the atmosphere.
天王星看起来的颜色:蓝绿色 Uranus gets its blue-green color from methane (甲烷)gas. Sunlight is reflected from Uranus' cloud tops, which lie beneath a layer of methane gas. As the reflected sunlight passes back through this layer, the methane gas absorbs the red portion of the light, allowing the blue portion to pass through, resulting in the blue-green color that we see. 海王星看起来的颜色:蓝色 Neptune's blue color is also the result of methane in the atmosphere.
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天体是指在宇宙中自成一体的物体。
天体分为星云、星块、星球、星系。
根据星球的大小分为:彗星、卫星、行星、红矮星、巨星,超巨星。
行星的质量是太阳的0.07倍以下,红矮星的质量是太阳的0.07~0.6倍,巨星的质量是太阳的0.6~25倍,超巨星的质量是太阳的25倍以上。
宇宙中的天体此消彼长,循环演化。
天体演化的周期大约需要几十亿至几百亿年。
人类不可能观察到天体演化的周期过程,但可以通过观察不同演化阶段天体来推测天体演化的周期过程。
【天体演化周期律】星块吸积星云成为星球,星球再吸积星云成为巨星,巨星衰变成红巨星,红巨星甩掉大气层蜕变成白矮星,白矮星冷却成黑矮星,黑矮星爆发成冷星云,冷星云吸收辐射能量成为热星云,热星云产生凝聚力。
天体演化周期律证明:“宇宙热寂”现象不可能出现。
根据星云的密度和星球的吸积半径计算,在一片星云内不可能形成一颗巨星。
小星球将一片星云吸积完后,再进入另一片星云继续吸积,经过多次吸积才能成为巨星。
我们把星球的这种多次吸积方式称为“星球轮牧”。
星球体积越大,内部压力也就越大。
当星球内部压力达到一定压力时开始核聚变,产生高温,当星球表面温度达到1000K时开始辐射可见光。
星球体积越大,发光能力越强,发光能力约和体积的四次方成正比。
太阳是经过多次吸积形成的,如果太阳不能补充能量,就会因饥饿导致体温下降。
太阳温度的周期性变化会导致地球温度的周期性变化。
第一节星云
星云是指由分子等微观物质组成的云状天体。
星云的温度只有几十K,密度10-10千克/米3。
根据星云的分布密度估计整个银河系有4~5万个星云,已观测到的星云只是其中的一小部分。
星云的总质量约占银河系总质量的15%。
根据星云的形态分为喷发星云、爆发星云和弥漫星云。
喷发星云和爆发星云是星云的前期形态,弥漫星云是星云的后期形态。
一、喷发星云
喷发星云是从巨星的两级喷发产生的星云。
例如:“蝴蝶”状星云是喷发星云。
位于星云中间的巨星在尘埃团的影响下,显得特别昏暗。
它的质量曾是太阳的5倍。
在过去的2千年间,这颗巨星把包裹在它外层的大部分气体都驱散开,形成如梦如幻的“蝴蝶翅膀”,这两个“翅膀”的延伸长度大约是2光年。
借助哈勃太空望远镜的光学过滤器,可以准确查明该星云的化学组成、温度和密度,并追踪巨星的死亡过程。
二、爆发星云
爆发星云是超巨星爆发产生的星云。
超巨星内部产生超重元素,超重元素具有放射性,超重元素裂变爆发产生爆发星云。
例如:银河系天龙座的猫眼壮星云(NGC 6543)是爆发星云,距地球3000光年,因其形状像猫的眼睛而得名。
于1786年2月15日由威廉·赫歇尔首先发现,是已知结构最复杂的星云之一。
从哈勃太空望远镜拍得的图像显示,猫眼星云拥有绳结、喷柱、弧形等各种形状。
例如:蟹状星云,其最外侧的气体云,正在以3000公里/秒的速度继续往外扩张。
这是人类目前可以观察到的宏观物体的最高飞行速度。
三、弥漫星云
弥漫星云是星云后期的星云。
弥漫星云的温度比爆发星云的温度高。
其中分布众多天体。
例如:玫瑰壮星云(NGC 2237)是弥漫星云,位于银河系麒麟座一个庞大星云的末端。
该星云距离地球大约5200光年,直径大约为130
光年。
玫瑰星云的质量估计有1万个太阳质量。
例如:马头壮星云是弥漫星云,位于银河系猎户座的左下处,是猎户座云团的一部分。
距离地球大约1500光年。
第二节星块
星块是指直径400千米以下的天体。
星块是天体相互碰撞产生的碎片。
星块是不规则形,当星块的直径超过400千米以上时就会变成星球。
星块不是由星云直接形成的。
这是因为,一是星块普遍是不规则形的,不是球形,如果是由星云直接形成的,那么它肯定是球形(如冰雹是球形)。
二是星块都是由重元素组成的,重元素只能在巨星内部才能形成,而星云的主要成分是氢元素。
第三节红矮星
红矮星是指质量是太阳0.07~0.6倍的天体。
是质量最小的发光天体,质量小也就意味着星体内部的核反应较弱,表面温度较低,所以红矮星发出的辐射很弱,辐射强度是太阳的5%以下,有的甚至不到太阳辐射强度的万分之一。
红矮星有时会发出强烈的X射线和紫外线辐射,并且常出现耀斑活动。
由于红矮星内部氢元素的核聚变速度缓慢,因此它们拥有较长的寿命。
另外,因为红矮星的体积小,压力也相对较小,压力和温度不足以把氦聚合成更重的元素,因此也就不可能膨胀成红巨星,而是逐步收缩,直至把内部的氢耗尽。
也因为这个缘故,一颗红矮星的寿命可多达数百亿年。
银河系中大约有75%的发光星球是红矮星。
天体辐射包含了所有波段,不过随着天体温度的变化,辐射频率会发生变化。
一般来说,温度高的天体辐射频率集中在偏蓝色,温度低的则偏红色,因此红矮星看起来颜色偏红。
第四节巨星
巨星是指质量是太阳的0.6~25倍的星球。
赫罗图显示了巨星的演化过程。
巨星位于赫罗图左上角(高温、高光度)到右下(低温、低光度)的曲线上,这条曲线称为主序带。
巨星演化过程分为四个阶段:主星阶段,红巨星阶段,白矮星阶段,黑矮星阶段。
主星
主星阶段是一个相对稳定的阶段。
主星通过核聚变可持续发光约100亿年。
太阳现在正处于主星阶段的中间,已经渡过了46亿年。
红巨星
巨星渡过主星阶段后进入红巨星阶段。
当主星的核聚变停止后,表面温度开始下降,凝聚力也下降,大气膨胀为红巨星。
红巨星把大气抛离,大气向外扩散成为星云,残留下来的内核就是白矮星。
白矮星
白矮星是红巨星的内核。
白矮星主要是由碳和氧组成。
银河系中已经发现的白矮星有1000多颗。
白矮星应占巨星总数的10%左右,估计银河系中有百亿颗白矮星。
例如:天狼星的伴星是一颗白矮星,也是观测到的最亮的白矮星(8等星),它的密度在1000万吨/立方米左右,体积比地球大不了多少,但质量却和太阳差不多。
白矮星初时的温度非常高,但是因为没有能量来源,通过释放热量逐渐冷却。
这意味着它的辐射会从最初的高色温逐渐转变成红色。
经过数亿年的时间,白矮星冷却到1000K以下时不再辐射可见光,成为黑矮星。
黑矮星
黑矮星是白矮星冷却后的巨星,温度在1000K以下。
黑矮星主要由铁、硅、碳和氧组成。
由于黑矮星的温度持续下降,最终停止热辐射,自转停止,不能产生漩涡,这样就很容易与其他天体发生碰撞,碰撞后粉碎成星块。
黑矮星也会吸积星云重新成为主星。
黑矮星和行星一样,都不发光,所以不容易区分,也不容易被发现。
如果在一片黑暗区域周围,有一颗主星围绕着该黑暗区域规律性旋转,那么,黑暗区域中可能有一颗黑矮星。
当黑矮星的温度冷却到接近绝对零度时,凝聚力消失,黑矮星就会爆发成冷星云。
冷星云不发光,但它可以遮挡光线,因此可以在巨星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现它。
冷星吸收辐射能量成为热星云,热星云产生凝聚力。
第五节超巨星
超巨星是指质量是太阳25倍以上的天体。
超巨星内部会产生超重元素(如铀、钚等),超重元素具有放射性。
当超重元素的丰度达到一定程度时会发生核裂变反应,导致超巨星爆发。
超巨星的核聚变与核裂变交替进行。
例如:距地球1.6万光年的双超巨星AG Draconis,每隔9-15年左右就会出现一次大爆发,爆发期间会显示出强烈的亮点。
几乎每年都会发生多次小爆发,数百年来一直这样重复着。
例如:距地球7500光年的船底座“海山二”是太阳的140倍。
最新计算显示海山二已经抛出了大约10倍太阳质量的物质。
其中白色部分是巨星内核的重元素物质,蓝色部分是炽热的镁气体,红色部分是氮。