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恒星怎么形成的(恒星怎么形成的黑洞)

290DH2023年02月20日 05:32奇闻趣事86

今天给各位分享恒星怎么形成的的知识,其中也会对恒星怎么形成的黑洞进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站

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恒星是怎么形成的?

天上的星星是从哪里来的?它们是由什么东西组成,又是怎样形成的?英国天文学家曾经这样形容这个问题,他说:“想了解恒星起源和演化的天文学家,就像在森林中的一个人,他仅在森林中呆上一小时便想推测出一棵树木整个一生的历史。”的确,人类的全部文明史才不过数千年,比起恒星漫长的生命史只不过是短暂的一瞬间。不过近百年来,由于科学技术的迅猛发展,经过几代天文学家的刻苦钻研,基本弄清了恒星是怎样起源的。

恒星是引力收缩形成的

早在1692年,英国科学家牛顿就提出一个猜想,天上的星星是由充斥在宇宙空间中的弥漫稀薄物质通过引力收缩过程而形成。限于当时的科学水平,牛顿的这一推测并未得到深入的研究和证实。直到1901年,英国数学家和天文学家金斯(1877~1946年)才对牛顿的猜想做了深入的科学论证。金斯是当时著名的科学家,他才学出众,在剑桥大学数学班上名列第二。金斯把数学应用到天文学上取得了丰硕的成果,他证明质量很大的均匀气体——星云,发生某种扰动会导致引力收缩。

猎户座大星云

后来的研究表明,如果气体星云的温度很低,星云可以分裂成许多碎块。每一碎块继续收缩。引力收缩释放的热能使星云碎块内部温度上升,逐渐形成一个星的胚胎,这是一种靠引力收缩而不断变热的天体。恒星胚胎进一步收缩,温度上升到3000K,内部压力增大,内部压力基本与引力相抗衡,于是引力收缩,变慢。处于慢引力收缩阶段的天体叫原恒星,它发出很强的红外光,缓慢收缩使温度继续上升。当内部温度达到800000K时,内部的氘、锂、铍和硼等原子核以及氢原子核(质子)发生核反应,生成氦原子核。当温度达到7000000K时,内部开始发生氢原子核聚变为氦原子核的热核反应,使表面温度很高,发出可见光,这时,引力收缩停止,一颗恒星便形成。把靠内部氢核聚变产生能量的星叫作主序星。像太阳这样的一颗恒星,从引力收缩到成为主序星,大约需几千万年。

如何验证恒星的形成过程?

天文学家得出的恒星形成过程是否正确呢?这需要进一步用观测事实验证。

上世纪40年代,出生于荷兰的美国天文学家博克(1 906~1 983年)发现,在一些明亮的星云 (如人马座M8星云、蛇夫座鹰状星云) 背景前看到很小、致密的暗星云,由于呈球形,所以叫做球状体。球状体的直径大约为0.0014~0.14光年,质量估计为0.1~100太阳质量。这些球状体并不是到处都有,均匀分布,而是出现在一些亮星云的边缘,在那里,气体和尘埃受到星云向外膨胀的压力以及星云内部高温恒星的辐射压力,于是,气体和尘埃发生引力收缩,形成球形小星云,因此,球状体可能是正在进行引力收缩并将形成恒星的天体。

上世纪50年代初,美国天文学家赫比格和墨西哥天文学家阿罗分别发现了一种半云半星的天体,叫赫比格-阿罗天体,简称HH天体。研究表明,它们是受到附近某种天体发出的激波加热的星云。而它们常跟红外源在一起,因此可以断定这些红外源是正在形成过程中的恒星。最有趣的证据是在猎户座大星云中的发现。1965年,天文学家贝克林和诺伊吉保尔发现,在猎户座大星云后面的分子云中有一个角直径小于2英寸的点状红外源,叫做贝克林-诺伊吉保尔天体,简称BN天体,它的直径不到0.0005光年。还发现另外几个红外源,它们共同组成一个红外星团,红外星团的存在也说明恒星的形成是成批地进行的。猎户座星云中有大量弥漫物质,提供了形成恒星的原料,在那里还发现许多诞生不久的恒星。在星云中的分子云中又发现介于两者之间的BN天体等红外源,它们是一些原恒星。因此,人们把猎户座大星云称为恒星的产房。

上面所描述的恒星诞生过程是许多天文学家多年来研究的成果,是利用大量已经掌握的物理学规律和数学知识,运用高速电子计算机计算出来的。计算出来的结果得到观测的证实,这使人们确信,我们已经正确地解开了恒星起源之谜。

恒星是如何形成的呢?

银河系中的恒星是由星际气体和尘埃云的凝结和坍缩形成的。银河系是一个螺旋星系,一个扁平的圆盘状星系,它有两个突出的旋臂,从中心旋到星系圆盘的边缘。这些旋臂可以被认为是宇宙的交通堵塞,恒星,气体,以及任何在银河系中运行的东西都进入了这些旋臂然后被堵塞直到它从另一边出现。旋臂不是固体结构;物质在这些地区进出。

在这些宇宙交通堵塞中,气体和尘埃被收集。当你在一个地方有质量时,它就会对它周围的气体产生强大的引力。如果你有足够的气体,它的引力就会强大到这些气体云开始凝结。这些云的区域把碎片变成更小的块,这些块可能会继续凝结或坍塌。你最终会得到这样的结构:

这是玫瑰丛分子云的一部分。你可以看到云层中的气体是块状的,而且在某些区域的气体似乎比其他区域的要多。甚至还有一些亮点;这些是刚开始形成的年轻恒星!但我们有点超前了。

当气体凝结时,引力将所有物质聚集在一起的欲望被气体的压力所抵消。当你有气体以随机运动(“热运动”)四处移动时,这些气体粒子偶尔会相互碰撞,并对彼此施加压力。你能想到的一个类比是气球:气球本身的表面张力想让气球收缩回泄气的形状,但气球内部的空气压力让它保持膨胀。如果你把空气放出去,压力就会减弱,气球就会收缩。

压力的强度取决于气体的密度和温度。物质越多,碰撞就越多。气体越热,“砰!”“每一次碰撞都是如此。在这里,尘埃就成了救命稻草(是的,太空中确实有尘埃,它和你想象中的尘埃非常相似)。尘埃非常擅长从气体中吸收能量,如果你从气体中吸收能量,气体就会冷却。

尘埃以微弱的红外辐射的形式摆脱了这种能量,并逃逸到太空中。所以总的来说,气体的能量会损失,系统会冷却到绝对零度以上大约10度。那很冷!这使得压力变弱,在某些区域重力最终会胜出,导致气体凝结成恒星。确切的标准是牛仔裤的标准,它表明需要多少质量重力才能最终战胜热压力。

引力最终能将一段气体凝聚成一个小而致密的物体(原恒星)。气体凝结时,开始升温。只要有足够的质量(至少是太阳质量的8%),这些原恒星的中心就会变得足够热,从而可以开始核聚变。这需要大约1500万开尔文的温度(如果你愿意,你可以把它转换成摄氏度或华氏度,但它太多了!)

一旦这些恒星的中心开始核聚变,热压力和引力之间的战斗又开始了,但这一次,核聚变能够让恒星保持足够高的温度,这样热压力就可以支持恒星不变得更小。如果你想知道为什么太阳的引力不会导致太阳凝结,这就是原因;它自身的热压力足以支撑它自己对抗重力。中心的温度是1500万开尔文,表面的温度下降到几千开尔文。一旦核聚变开始,我们就称这些物体为恒星。

宇宙中的恒星是怎样形成的?

宇宙形成初期,宇宙中有各种各样的比较轻的原子,比如氢原子等。他们中的大部分零零散散,形成直径超过一百光年,内部质量特别大的星云。由于万有引力的作用,它们会互相作用,在内外压力的作用下,体积会越来越小,密度越来越大,最终就形成了恒星。

恒星分类

以太阳质量为标准。可分为几种:

小于0.08个太阳质量称为褐矮星。这种是失败的恒星,不能算作恒星。

而大于1小于1.4倍太阳质量的成为黄矮星。

大于8倍甚至于更多的太阳质量的成为蓝巨星。

恒星晚年

7倍太阳质量以下的恒星,一定演化为白矮星或中子星。

而超过8倍太阳质量的恒星成为黑洞可能性极大。

而超过30倍太阳质量的恒星必成为黑洞。

而我们的太阳的宿命就是成为白矮星。

恒星衰老的过程

恒星自形成开始就开始不断的燃烧,先是发生氢聚变,氢消耗完后又开始氦聚变,像太阳这样质量的恒星到这里差不多就结束了。但质量更大的恒星就会在内部继续发生聚变,会发生碳聚变和氧聚变,甚至于更加深入。在此过程中,恒星体积不断增大,温度不断升高,最终一并释放能量。

随着能量的释放,恒星的寿命也到了结尾,密度大的会继续内陷形成黑洞,密度小的就变成白矮星或中子星,再经过数百亿年变成黑矮星,彻底结束生命。

而太阳在变成超巨星的时候,直径可达到地球的轨道,把地球彻底吞没。这还不算完,那个时候,太阳的边界甚至可以接近到火星轨道。不过到那时,人类应该找到新的家园了吧!

看起来,在那个时候,木星的卫星大概反而处在一个温度比较适宜的范围。不过彼时的太阳辐射更强,温度更高,而且外壳会逐渐弥散到宇宙空间。因此,尽管温度适合,但太阳系已经不再适合生物的生存。

等到那一天,只有宇宙以外的其他星系,才是人类的下一站。

恒星是怎样形成的?

星云是构成恒星的物质,但真正构成恒星的物质量非常大,构成太阳这样的一颗恒星需要一个方圆900亿千米的星云团。从星云聚为恒星的过程可分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年,后者历经数千万年。星云快收缩后半径仅为原来的百分之一,平均密度提高1亿亿倍,最后形成一个“星胚”。这是一个又浓又黑的云团,中心为一密集核。此后进入慢收缩,也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高,温度升高到一定的程度就要闪烁发光,以示其存在,并步入恒星的幼年阶段。但这时恒星尚不稳定,仍被弥漫的星云物质所包围着,并向外界抛射物质。

恒星的肖像

在静寂的夜空中,人们看到天上的星星都是闪的,除了大小和亮暗之外没有区别。事实上是不是这样呢?当然不是,每颗恒星都有自己的独特相貌。早在中国的汉代,我们

充满智慧的祖先,通过细心观察,已经把恒星分成白、赤、黄、苍、黑5种颜色。1665年,英国的牛顿利用三棱镜发现了太阳的连续光谱,从而知道日光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种不同颜色的光混合而成的。

打开恒星相貌奥秘的“钥匙”

1814年,德国的夫琅和费用分光仪作太阳光谱的研

究。他们在暗室的百叶窗上开了一条狭缝,让太阳光通过狭缝照射到一块棱镜上,棱镜后面则是一架小望远镜。夫琅和费通过小望远镜,惊奇地发现太阳的“七色彩带”样的光谱中又出现了许多条暗线。经过反复计数,这样的暗线共有567条之多。根据前人的几项发现,我们已经逐渐了解恒星的真实肖像。恒星颜色的不同,表明各个恒星温度不同,比如白色温度高,红色温度低,所以说光谱是了解恒星的“钥匙”。

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