恆星的演化分為不同的時期,其中主序星時期是恆星發光發熱最長的時期,主要進行著氫元素向氦元素的聚變,我們太陽的主序星壽命大約是110億年,目前已經過去了45億年,未來還有65億年的時間,主序星結束後的紅巨星時期大約10億年。
太陽每天準時升起,那麼你是否好奇過,太陽會有熄滅的一天嗎?如果有,太陽還有多久的壽命?
科學經過幾百年的發展,目前已經可以回答這個問題,在恆星結構演化理論中,可以定量分析恆星一生的演化過程,我們太陽屬於黃矮星,算是小質量恆星,這樣的恆星在宇宙中非常普遍。
恆星的演化分為主序星階段和紅巨星階段,在恆星死亡後,根據不同的質量又有不同的演化過程:
主序星階段
恆星自從發生劇烈的核聚變開始,就正式進入了主序星階段,此階段內主要進行著氫元素向氦元素的聚變,主序星階段一般佔據了恆星生命周期的90%以上,我們太陽目前就處於主序星時期,一共110億年,未來還有65億年的時間。
在主序星階段,恆星核聚變的速度受溫度和壓力的影響,溫度和壓力又受恆星質量的影響,於是質量越小的恆星壽命越長,模型計算表明,小於0.9倍太陽質量的恆星,其主序星壽命將比宇宙年齡(138億年)還長。
紅巨星階段
當恆星的氫元素快聚變完時,內部溫度和壓力也上升到一定水平,此時氦元素將繼續向更重的元素聚變,釋放能量大大增加,恆星體積膨脹,此時恆星進入紅巨星時期。
我們太陽在60億年後逐漸進入紅巨星時期,到時候直徑膨脹近200倍,能把地球吞沒掉,而太陽的紅巨星時期會持續數億年的時間。
死亡恆星階段
紅巨星繼續演化,恆星就開始進入死亡倒計時,根據質量又有幾種可能。
(1)演化為白矮星
對於較小質量的紅巨星,在核聚變燃料消耗殆盡後,恆星會坍縮成一顆白矮星,這也是我們太陽的未來;白矮星經過數百億甚至數千億年的冷卻後,會變為黑矮星,目前宇宙年齡有限,還沒有黑矮星形成。
(2)演化為中子星
如果紅巨星的質量過大,就有可能爆發超新星,然後內核留下一顆中子星;中子星經過數百億年的冷卻,最終會形成黑中子星
(3)演化為黑洞
如果在超新星爆炸中,留下的內核質量超過奧本海默極限,就會坍縮成一顆黑洞,或者中子星吸收另外一顆恆星的物質,在超過奧本海默極限後,也會坍縮成黑洞。
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