從形成到毀滅:恆星漫長的一生

形成

恆星由被稱作是星雲的氣體和塵埃組成,它的形成離不開氫氣、引力和時間。而星雲的主要成分便是氫氣,氫氣是一種極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體。在自身引力的不斷擠壓之下,星雲的密度不斷加大,同時當物體受到持續不斷的壓縮時,溫度會不斷升高,最終形成超高密度和溫度的球狀天體。氫聚變需要的溫度範圍至少在1400萬度到1億度的絕對溫度下才可能發生。

從形成到毀滅:恆星漫長的一生

與此同時,恆星內部發生劇烈的核聚變反應。在超高溫度和引力的共同作用下,核外電子擺脫了原子核的束縛,使原子核裸露,兩個裸露的原子核在高壓下排除斥力而發生碰撞,形成一個質量更重的原子核。在碰撞的過程當中,中子也逃離了原子核的束縛,大量電子和中子的釋放產生的就是巨大能量的釋放。這個過程也被稱為熱核反應,核聚變反應會在恆星內部持續數十億年,直到燃料耗盡方休,恆星內部產生的能量相當於十億顆原子彈爆炸產生的能量。

原子的中心是極其微小的原子核,雖然小但力量驚人,而外部則是不斷旋轉的電子。

我們熟悉的太陽就是以核聚變的方式向太空釋放光和熱。光速可以達到每小時10.8億公里,從太陽發出的光在8分鐘後才抵達地球。太陽釋放的熱量只有二十億分之一到達地球,卻使我們的地球生機勃勃。

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銀河系

既然恆星會產生如此巨大的能量,那為什麼不會被內部力量撕裂呢?

恆星維持穩定的狀態是兩種力量相互作用的結果。一是使恆星變得更緊實的引力;二是恆星內部發生的核聚變產生的試圖撕裂恆星的力量。兩種力量互相較勁,使得恆星可以在相當長的歲月中維持穩定。終有一天恆星的燃料會耗盡,在那時,恆星將不可避免的走向死亡。

當恆星中的氫氣逐漸耗盡時,太陽內部核聚變反應也會變慢,使得核聚變反應產生的擴張力不斷減小,引力不斷擠壓恆星,但核聚變也在不斷進行反擊。這就使得恆星內核進入不穩定期,恆星表面溫度上升受熱膨脹,會一直向外擴張,直徑增大。到那時,恆星將會成為紅巨星,周圍的天體將無一倖免。

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1987年觀測到的恆星消亡,最後形成超新星。被命名為1987A超新星

以太陽系為例,太陽的燃料將在70億年後耗盡,成為紅巨星。它會逐漸膨脹,屆時地球溫度將達到數千攝氏度,直到被吞滅。

當恆星的氫氣耗盡時,它會繼續燃燒氦氣,從而形成碳,這股力量將撕裂恆星外層,使之徹底瓦解。最後僅僅留下一顆炙熱、濃縮的內核,紅巨星將成為白矮星,核聚變反應完全停止。

宇宙的燃料終究有用盡的一天,那時所有恆星都會死亡,所有生命都會不復存在,宇宙將回到最初的一片漆黑。恆星雖然死亡,但其消亡時會釋放組成生命的最基本元素,為宇宙帶來新生。

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