03.05 恒星是如何形成的?恒星的结局又是如何?

用户65981909


所谓恒星,科学定义是指自身能发光发热的等离子体。我们的太阳就是一颗恒星。那么,恒星是如何形成的呢?结局又如何?别急,我们慢慢来。


我们知道,恒星一般质量都比较大,比如我们的太阳,它的质量是地球的33万倍。那么我们就可以得知,要成为恒星,前提必须有足够的质量。这个质量最低是多少呢?

据科学家推测,13倍木星质量(地球318倍)就可以点燃氘核聚变,但产能速率极低,可以产热但不发光,75倍木星质量就可以点燃氢聚变,可以发光发热,但很暗弱。一般称为红矮星,要形成像太阳这种恒星,必须超过木星质量1000倍。(我们的太阳就是木星的1000倍)从这里我们可以看出恒星是由大质量星体,在其自身巨大压力下核聚变而来。


那么,恒星最后的结局又会怎样呢?

恒星形成初期,最初只含氢元素,恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞,发生聚变。聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星的稳定。随着时间的流逝,这是一个很缓慢的过程,几十亿年之久,甚至更长。由氢原子核的聚变会产生新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,会依次有铍、硼、碳、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时释放的能量小于所需能量,因而聚变停止,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,表面物质在重力作用下迅速向中心挤压而去,从而引发恒星坍塌。

恒星的坍塌是属于超新星爆发,小质量恒星在坍塌后,一般会形成白矮星,密度可达到几十吨每立方厘米。随着时间流逝冷却,最终会变成一颗冰冷的黑矮星。这是小于八倍太阳质量的恒星结局。


理论上质量超过八倍太阳,在形成白矮星后,由于其还有足够的压力,会近一步压缩白矮星,把原先稳定的白矮星原子中电子压入原子核,形成中子,组成一个几乎由原子核构成的星体,也就是我们知道的中子星,中子星的密度最高可达到20亿吨。强悍的引力可以扭曲光线。

最后一种结局。形成我们宇宙最神秘天体――黑洞。当塌缩的恒星质量大到在形成中子星后仍然有足够压力压缩星体时,最终就会压碎中子,形成一个体积无限小,密度无限大的黑洞。它的引力,是连光都无法逃逸的。所以人类至今无法直接观测它。



壹点科谱



恒星形成分很多阶段,请慢慢看完。

恒星是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体,太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星,几乎全都在银河系内,但由于距离遥远,这些恒星看似只是固定的发光点。也就是我们所说的星星,就是由引力凝聚气体会发光的才是恒星。

恒星的形成有多个步骤,在宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身的引力不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加,气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为 星坯。如此下去在一定的条件下,大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星,原恒星吸附周围气云后继续收缩,表面温度不变,中心温度不断升高,引起温度、密度和气体成分的各种核反应。产生热能使气温升的极高,气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星。这只是恒星形成的主序阶段。

主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氢,而氢的点火温度又比其他元素都低,所以恒星演化的第一阶段总是氢的燃烧阶段,即主序阶段。在主序阶段,恒星内部维持着稳衡的压力分布和表面温度分布,所以在整个漫长的阶段,它的光度和表面温度都只有很小的变化。而恒星在燃烧尽星核区的氢之后,就熄火,这时核心区主要是氦,它是燃烧的产物,外围区的物质主要是未经燃烧的氢,核心熄火后恒星失去了辐射的能源,它便要引力收缩是一个起关键作用的因素。一个核燃烧阶段的结束,表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度升高,这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度全面的升高,主序后的引力收缩首先点着的不是核心区的氦(它的点火温度高的太多),而是核心与外围之间的氢壳,氢壳点火后,核心区处于高温状态,而仍没核能源,它将继续收缩。这时,由于核心区释放的引力位能和燃烧中的氢所释放的核能,都需要通过外围不燃烧的氢层必须剧烈地膨胀,即让介质辐射变得更透明,来排出多余的热能来维持热平衡。而氢层膨胀又使恒星的表面温度降低了,所以这是一个光度增加、半径增加、而表面变冷的过程,这个过程是恒星从主星序向红巨星过渡,过程进行到一定程度,氢区中心的温度将达到氦点火的温度,于是又过渡到一个新阶段--氦燃烧阶段。


在恒星中心发生氦点火前,引力收缩以使它的密度达到一定量级,这时气体的压力对温度的依赖很弱,那么核反应释放的能量将使温度升高,而温度升高反过来又加剧核反应速率,于是一旦点火,很快就会燃烧的十分剧烈,以至于爆炸,这种方式的点火称为“氦闪光”,因此在现象上会看到恒星光度突然上升到很大,后来又降的很低。另一方面,当引力收缩时它的密度达不到一定量级,此时气体的压力正比于温度,点火温度升高导致压力升高,核燃烧区就会有所膨胀,而膨胀导致温度降低,因此燃烧就能稳定的进行,所以这两种点火情况对演化进程的影响是不同的。

氦闪光使大量能量的释放很可能把恒星外层的氢气都吹走,剩下的是氦的核心区。氦核心区因膨胀而减小了密度,以后氦就有可能在其中正常的燃烧了。氦燃烧的产物是碳,在氦熄火后恒星将有一个碳核心区氦外壳,由于剩下的质量太小引力收缩已不能达到碳的点火温度,于是它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段

最后对于质量更大的恒星,它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段,小质量的恒星,起先会膨胀,在这个阶段的恒星我们称之(红、蓝、白)巨星,然后会塌缩,变成白矮星或蓝矮星,辐射、丧失能量,成为红矮星,再成为黑矮星,最终消失。






大质量的恒星,最终会成为中子星或 黑洞,中子星最终丧失能量,形成黑矮星。而黑洞会向外射粒子,或许会变成白洞,或许会完全蒸发。


小鱼贝贝


恒星是一种发光发热的等离子体球。它们的尺寸、质量和温度都有所不同,半径范围从比太阳半径小450倍到超过太阳半径1000倍,质量范围从太阳质量的二十分之一到上百倍太阳质量,表面温度范围从3000摄氏度到超过50000摄氏度。恒星的颜色由其温度决定,最热的恒星呈现出蓝色,最冷的恒星呈红色。太阳的表面温度为5500摄氏度,其颜色呈黄色。

尽管恒星之间存在差异,但它们的诞生过程都是相类似的。宇宙中遍布由氢和氦(质量比3:1)组成的星云,它们的范围可能有数百光年,质量可能达到太阳质量的成千上万倍甚至上百万倍。虽然星云主要由氢和氦元素组成,但同时还包含着前几代恒星死亡后所留下的重元素。

在密度较高的地方,星云会在自身重力下坍缩成气体球。随着气体的不断聚集,气体球的密度和温度不断升高。当向外的压力与自身重力达到流体静力学平衡时,就形成了原恒星。接下来,原恒星的演化方向取决于其质量。

如果原恒星没有聚集足够的能量来启动中心的核聚变,它将演化成褐矮星,然后在数十亿年的时间里慢慢冷却下来。因此,褐矮星又被称作“发育失败的恒星”。

如果原恒星聚集了足够的质量,其中心将有足够高的压力和温度来启动核聚变——把氢聚变成氦,并释放出大量的光和热。此时,星体的向外辐射压和自身重力达到平衡,恒星将进入稳定的主序星阶段。

恒星在主序星阶段的持续时间取决于其质量以及消耗氢的速度。如果恒星的质量与太阳相当或更小,它们主要通过质子-质子链反应把氢聚变成氦,持续时间可达数十亿年或上百亿年。如果恒星质量超过太阳质量的1.3倍,它们主要通过碳-氮-氧循环把氢聚变成氦,持续时间较短,一些超大质量恒星可在数千万年内耗尽氢元素。

当恒星的核心耗尽氢元素时,其向外辐射压将不足以抵挡自身重力坍缩,导致核心温度进一步升高,使氦聚变成碳。恒星的外层开始膨胀、冷却,形成了红巨星。

如果恒星的质量小于太阳质量的1.44倍,红巨星外层将被剥离,中心将会坍缩成白矮星。如果恒星的质量大于1.44倍,它将会爆发成超新星。如果恒星质量小于太阳质量的3.2倍,最终超新星爆发后的中心将会残留下中子星。如果恒星质量大于太阳质量的3.2倍,最终超新星爆发后的中心将会残留下黑洞。


火星一号


宇宙中的主体,就是由恒星和行星星际物质组成的星团星系,所以,可以说,大大小小的恒星绝对是宇宙中的主角,所以,要想认清宇宙的真谛,首先就应该对恒星有一个比较全面的认识!那么,恒星究竟是怎样诞生的,它的最终结局又会怎样呢?个人认为,恒星的诞生有两种途径:一、由星云聚积而成,这方面的详情,请参考星云假说;二、恒星的复活,也就是恒星的再生。就拿太阳来说,它在宇宙中是中等偏下质量的恒星,它在生命后期会塌缩成白矮星,最后变成完全不发光的星尸黑矮星,黑矮星虽然构不成黑洞,但是,它的质量也是非常強大的,它也有强大的吸及力量,可以相信,经过若干年的吸及聚积能够聚积起足够的物质,从而再次爆炸开始新的生命历程!可以预言,现在的太阳,很有可能它的生命已经是第若干次,甚至可以说,它的第一次生命应该象宇宙的开端一样无法追溯!那么,是不是所有的恒星都是再生星呢?不是,质量太小的恒星死亡后就灰飞烟灭了,没有再生的可能,只有死亡后能够塌缩成白矮星、中子星、黑洞的恒星才能够再生。但是有一点,恒星的质量越大,死亡后再生的也越快,同样的道理,质量越大的恒星寿命也会越短。这种推论可以由观测来实证,在没有望远镜之前,仰望星空,人类看到的是满天星斗,在有了望远镜之后,人类看的越来越远了,可是,我们看到的宇宙中,一百亿光年远是由星体组成的星团星系,五百亿光年远看到的是由星体组成的星团星系,一千亿光年远看到的是由星体组成的星团星系,二千亿光年远仍然是由星体组成的星团星系!这证明了两个问题:一、在空间上,离我们多远的宇宙中都存在着由星体组成的星团和星系;二、在时间上,上溯到多久宇宙中仍然存在着由星体组成的星团和星系。最后的结论就是,如果恒星不能够再生,恐怕宇宙早就死亡了,恐怕宇宙早已成为了星尸和黑洞统治的世界!


昊田2


恒星与行星,整个宇宙,生命都是进化产生的,由小到大,由简单到复杂,符合事物的发展规律,,

如,一个地球这么大,一次合成是不可能的,因形成物质要能量,能量何来,不是一足而成,所以宇宙诞生不是大爆炸。

因宇宙能量天限,一个恒星灭亡,一个恒星又慢慢形成(也许),只要有能量就有宇宙,所以宇宙无限,生命无限,时间无限,空间无限。原创,欢迎评论,引用说明。


分享到:


相關文章: