宇宙中最長壽的恆星會有多久的壽命?如何計算的?

鏡像宇宙


宇宙中最長壽的恆星的壽命可以達到驚人的十萬億年!而我們的太陽壽命大概在一百億年左右,這樣看來最長壽的恆星其壽命能夠達到太陽壽命的一千倍!而宇宙中最短壽的恆星,其壽命只有不足百萬年。在宇宙尺度上,這壽命真的是很短了。



需要注意的是,和大部分人想的不同,壽命最長的恆星其質量和體積是恆星中最小的,那些恆星中巨無霸式的存在其壽命反而比較短。這好像和我們的常規的理解不同。在大部分人看來,恆星的質量越大,說明其可供燃燒的核燃料就越多,其壽命就應該越長,而質量小的恆星很快就會燃盡自身的核燃料從而走向毀滅,那為什麼實際情況正好相反呢?


說到這兒,就得和恆星的發光放熱的機理開始說了。恆星中心由於壓力極大和溫度極高,所以能夠發生核聚變,核聚變釋放出的能量使得恆星開始發光放熱。但是需要注意的是,恆星質量越大,其萬有引力也就越大,那中心的溫度和壓力就越大,核反應就越劇烈。而且質量大了可以進行核反應的區域也就大了,這兩者相加使得恆星的聚變速率也就變大了很多。

而質量較小的恆星,其中心的溫度和壓力都要小得多,甚至剛剛達到可以引發熱核反應的地步,因此其聚變速率就會小很多。相比較大質量恆星來說聚變十分緩慢,因此其壽命也就自然而然長的多了。



光這麼說大家可能很難有一個清醒的直觀的認識,我給大家舉幾個例子就知道了:距離太陽系最近的恆星是比鄰星,其質量大約為太陽的八分之一,但其表面溫度只有兩千攝氏度左右,屬於一顆紅矮星。其壽命也達到了驚人的七百億年,為太陽的七倍左右。而獵戶座最有名的恆星——參宿四,其質量大約為太陽的二十倍,據估計參宿四誕生於五百萬年前,那時人類的祖先可能已經走出非洲大陸了。而現在它已經開始膨脹。最多不超過三百萬年,它就會以超新星爆發的形式結束自己的生命。這兩個事例就給了大家一個直觀的比較。




恆星的質量是有上限和下限的:質量太小不足以引發核聚變,質量太大其輻射壓力和萬有引力很難平衡。計算表明恆星的質量下限大概相當於80個木星的質量,質量上限大致相當於130個太陽的質量。根據這兩個極限值我們就可以大概算出宇宙中恆星的最長壽命和最短壽命。


張家小智兒


我們都知道恆星是一種會發光發熱的星體,其實恆星也可分很多種類,比如從質量從小到大上來分,可以分為矮星、亞巨星、巨星,超巨星、特超巨星等,我們的太陽屬於矮星中的黃矮星這一類,其典型特徵是質量在太陽的1到1.4倍之間,壽命在80到120億年之間,光譜分類主要為G型,表面溫度主要在5400到6000攝氏度之間,並且還未成為紅巨星,一旦成為紅巨星,那麼意味著太陽的主序星階段即將走向了盡頭,它很快會成為一顆白矮星,在天文學上,這常常也代表著一顆恆星(主序星階段)的死亡。


太陽在恆星的種類中屬於質量中等偏上的一類,比太陽質量大的恆星雖然也有很多,也分了很多種類,但實際上比太陽小的恆星更多,紅矮星和橙矮星這兩類恆星都比太陽的質量更小,在銀河系中,這兩類恆星的數量佔到了恆星總量的80-90%,而且這兩類恆星的壽命也要比太陽更長。

通常認為恆星的壽命和恆星的質量有著反比例關係,就是恆星的質量越大壽命越短;質量越小壽命越長,所有恆星中以紅矮星的質量最小,質量在太陽的0.8-50%之間,然而它的壽命卻可以長達幾百到幾萬億年,這和紅矮星內部核聚變反應較慢和本身的結構有很大關係,紅矮星通常沒有輻射層,卻有著範圍很大的對流層,而聚變反應又在內部很小的區域進行,所以可以長久的進行核聚變。



而我們的宇宙形成至今只有138億年,這遠遠小於紅矮星的壽命,所以宇宙中迄今為止沒有任何紅矮星到了晚年階段,特別是小質量的紅矮星,其壽命都在萬億年以上,如今宇宙的年齡在小質量的紅矮星這裡只相當於它們的嬰幼兒階段。


紅矮星、橙矮星都被認為是周圍容易形成生命星球的恆星系統,比太陽這樣的恆星周圍更容易形成生命星球,它們都只在開始的階段不太穩定,但在最初的10億年過去之後,基本就進入了穩定的階段,如果其宜居帶中有類似地球質量這樣的行星的話,那麼上面就很可能發展出適合生命生存的生態環境,從而使得行星上出現生命。


科普大世界


恆星的壽命在50萬年到1萬億年之間。通常認為恆星的壽命與質量有關,質量越大的恆星其內部的核反應就越劇烈,壽命也就越短。

一般來說,宇宙中最長壽的恆星是紅矮星,最短壽的恆星是藍特超巨星。

通常來說,恆星的質量越大,其表面溫度及亮度就越高。恆星參考質量、體積及亮度,可以分為特超巨星、超巨星、亮巨星、巨星、亞巨星、矮星等。

通常大質量的恆星被叫做巨星或者超巨星,按溫度和光譜可以分為藍巨星、黃巨星、紅巨星三類。通常藍巨星或者藍超巨星處於主序星階段的大質量恆星,而紅巨星或者紅超巨星則是步入老年的恆星。

矮星是屬於主序星階段的恆星,按光譜可以分為紅矮星、橙矮星、黃矮星、藍矮星四類。紅矮星的質量在0.08到0.8倍的太陽質量之間,其在主序星階段的壽命比宇宙的壽命還長,因為目前還沒有發現處於衰老期的紅矮星。在宇宙中,大約70%的恆星都是紅矮星。我們的太陽就屬於黃矮星,50億年之後會演變為紅巨星,最終變為白矮星。


恆星的大部分時間都處在主序星階段,在瀕臨死亡時,就會變為紅巨星或者紅超巨星,最後以超新星爆發的形式結束生命。褐矮星是沒有發育成形的類恆星,白矮星則是中小質量恆星演化的最後階段。大質量恆星都會經過超新星爆發,最終演化成中子星或者黑洞。
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