恒星的一生要经历十二个阶段,每一个都挑战认知

  • 小编 发布于 2019-11-06 00:46:22
  • 栏目:科技
  • 来源:科学书屋
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恒星的一生要经历十二个阶段,每一个都挑战认知


所有恒星的起始阶段,包括我们的太阳,都开始于一个星云的密集区域开始收缩和变暖。这通常是引发分子云重力坍塌可能发生的几个事件之一的结果。发生这种情况的手段包括银河系碰撞或附近毁灭性的超新星爆炸,以非常高的速度将破裂的物质送入云层。

这些恒星产科病房中的每一个都可以形成从几十颗到数千颗恒星的任何东西。


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为了形成像我们的太阳这样的恒星,它的直径为1,391,000公里,需要收集100倍于太阳系大小的气体和尘埃。这仅仅是个开始。一旦如此大量的气体和尘埃聚集在一起,它们就形成了我们所说的原恒星。

只要物质仍在向内下落,物体就被认为是原恒星。对于我们的太阳和同样质量的恒星来说,原恒星阶段将在大约10万年后结束。在这之后,原恒星停止生长,环绕它的物质盘被辐射破坏。


如果原恒星没有获得足够的质量,就会形成一颗褐矮星。这些可怜的小家伙是亚星体,由于它们的质量不足,无法在它们的核心维持氢聚变反应。令褐矮星羡慕的是,主序恒星对此没有异议。

简单地说,褐矮星太大而不能称为行星,太小而不能称为恒星。直到1995年,它们还只是一个理论概念。然而,现在人们认为,每六颗恒星中就有一颗褐矮星。


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如果这颗恒星足够大,能够将氢原子聚变成氦,它就会进入我们的太阳所处的阶段,即主序阶段。一颗恒星将在主序阶段享受它的大部分生命。此时核聚变将氢转化为氦。恒星之所以稳定,是因为这种能量的光压力与恒星的引力坍缩相平衡。


宇宙中大约十分之九的恒星是主序星。这些恒星的质量从太阳质量的十分之一到太阳质量的200倍不等,而一颗恒星在主序相中停留的时间取决于它的大小。

一个质量更高的恒星可能有更多的物质,但由于更大的引力导致的更高的核心温度,它会燃烧得更快。一颗太阳大小的恒星将在这个阶段停留大约100亿年,但是一颗10倍于我们太阳大小的恒星将只停留2000万年。


在主序阶段之后,恒星将变成一颗红巨星。红巨星是恒星演化的最后阶段之一,是一颗垂死的恒星。几十亿年后,我们的太阳将会死亡并膨胀,吞噬内部行星,甚至地球(别担心;我们将在几十亿年前灭绝。如果我们真的能再生存10亿年,地球表面的温度对我们人类来说将变得太热。


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当恒星停止通过核聚变将氢转化为氦后,重力将接管一切。恐怕从这里开始一切都在走下坡路。红巨星的直径达到1亿到10亿公里,是今天太阳的100到1000倍。恒星的能量分布在更大的区域,就像一个人展开栅格图形的像素。正因为如此,恒星实际上变得更冷,只达到太阳热量的一半多一点。温度的变化使恒星更多地向光谱的红色部分发光;这就是红巨星得名的原因。


从这一点开始,恒星的位置取决于它的大小。 让我们首先选择不那么暴力的选择。 较小的恒星,大约是太阳质量的八倍,可以变成白矮星。 这些古老的恒星残骸非常密集。

一茶匙这种物质在地球上的重量相当于一头5.5吨重的大象的重量。一颗白矮星的半径是太阳半径的0。01倍,但质量大致相同。估算一颗白矮星冷却的时间有助于天文学家加深对宇宙真实年龄的理解。


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经过一段难以想象的时间(数百亿年甚至数千亿年),白矮星将冷却,直到它变成一个黑矮星,因为它们的温度与微波背景相同,所以不可见。由于宇宙的年龄和我们对其最古老恒星的了解,目前还没有已知的黑矮星。


或者,一颗至少有8个太阳质量的恒星会有一个更猛烈,但更美丽的死亡。大质量恒星在燃料耗尽时会产生超新星。对它们来说,轰轰烈烈地爆炸总比逐渐消失要好。当超新星爆炸时,它们将把物质以每秒9000到25000英里的速度抛向太空。


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这些爆炸产生了宇宙中的许多物质,包括一些重元素,如铁,它们有助于组成我们自己和我们的星球,所以我们所有人的身体都携带着这些爆炸的残余物。正如尼尔·德格拉西·泰森所说,“我们真的是星尘。”这个循环又一次开始了,新一代的恒星以同样的方式从星尘中诞生。


这并不意味着这是恒星剩余部分的尽头。超新星爆炸后,恒星的核心以黑洞或中子星的形式遗留下来,两者都具有难以置信的破坏力和强烈的美丽。中子星很难找到,而且是非常神秘的物体。

它们可能只有一个城市的大小,但别让那个愚弄你,这些东西是不能乱动的。它们的密度非常大:如果我们把太阳的质量增加一倍,然后缩小到洛杉矶的大小,这大概就是中子星的密度。一颗中子星的立方米重量略小于4000亿吨。所有这些密度使得它们的表面引力非常的巨大。


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另一种选择是超新星爆发后留下的物质会变成一个黑洞。黑洞确实会把它们周围的空间弯曲。它们需要在极小的空间内拥有大量的质量,以获得所需的重力来吸收光线。从这个角度来看,要想在地球之外形成一个黑洞,整个地球需要被压缩到豌豆大小!

这些神秘而可怕的物体能让时间慢下来,把你撕成碎片,当黑洞到达它的视界时,任何东西都无法逃脱它的魔爪。任何进入其路径的物质都不会再被发现。它们是宇宙中操场上的恶霸,但与操场上的恶霸不同,我们可能依赖他们生存。一些研究人员认为,黑洞实际上有助于创造元素,因为它们将物质分解成亚原子粒子。


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这些粒子组成了你和我,以及我们周围的一切。我们欠星星我们的命。不管它是大是小,年轻还是老,你都不能不说星星是所有造物中最美丽最诗意的东西。下次你抬头看星星的时候,记住,这就是它们是如何被创造出来的,以及它们将如何死去。

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