宇宙中的「長明燈」:恆星,它的成長史是什麼樣的?

2021-01-15 百家號

恆星

宇宙中除了少數行星外,都是自己會發光且位置相對穩定的恆星。它們像長明的天燈,萬世不息。距我們最近的一顆恆星是太陽。其他恆星離我們都非常遙遠,最近的比鄰星也在4光年以外。如果把它們拉到太陽的位置上,那麼我們就能看到無數個太陽了。

人們在夜空中看到的星星基本上都是恆星。古人以為恆星的相對位置是不變動的。其實,恆星不但自轉,而且都以各自的速度在宇宙中飛奔,速度比宇宙飛船還快,只是因為距離太遙遠,人們不易察覺而已。恆星作為天體是十分龐大的。例如太陽的直徑約為140萬千米,相當於地球的109倍,體積比地球大130萬倍。在遼闊的宇宙可怕的科學中,太陽只是一名很普通的成員。

恆星世界中的巨人一一紅超巨星的直徑要比太陽大幾十倍或幾百倍。大多數恆星的質量是太陽質量的0.5~5倍,少數恆星的質量比太陽大幾十倍。恆星發光的強度是各不相同的,即使是發光強度大體相同的星星,由於它們與我們的距離有遠有近,其亮度也不同。人們根據恆星的視覺亮度,把恆星分為六個等級,這就是天文學上的目視「星等」。最亮的星稱為一等星,其次是二等星,再次是三等、四等、五等星,肉眼能看到的最暗的星為六等星。

自望遠鏡問世後,人們已能看到許多比六等星更暗的星星。還有一種「星等」稱為絕對星等。絕對星等的大小,反映的是恆星本身的光度或總發光量,這與目視星等的意義不同。恆星中主要是氫氣,其次是氦。在700萬℃以上的高溫下就會發生熱核反應,四個氫原子核聚變成一個氦原子核,同時釋放出巨大的能量。

氫彈之所以能發生威力無比的爆炸,正是這種反應的結果。恆星內部,每時每刻都有許多「氫彈」在「爆炸」,使恆星長期不斷地作為一個熾熱的氣體大火球而發光發熱。恆星的溫度從中心向表面逐漸降低。然而,恆星的表面溫度也十分驚人:最低的有2000多攝氏度,最高的可達到4萬℃。太陽的表面溫度是6000℃。

恆星的顏色是由恆星的表面溫度決定的。這正如一塊熾熱的鐵,當溫度增高時,它的顏色會由紅變黃、變白,甚至變藍。作為宇宙中最基本的成員,恆星既有產生的一天,也有衰老死亡的一天。但一批恆星「死」去了,又會有一批新的恆星誕生。所以,宇宙中永遠存在著無數個「太陽」。

主序星

處於壯年期的恆星是主序星,現在的太陽就處在主序星階段,其年齡已有45億歲。主序星之所以能維持長時間的燃燒,是因為其內部儲存著充足的燃料氫。恆星生的大部分時間都停留在主序星階段,我們看到的大多數恆星都是主序星。質量大的怛星因燃燒劇烈、燃料消粍快,這樣的恆星在主序星階段的時間就較短,但最短也有幾百萬年。

超新星

世界上最詳細、最早地記錄超新星爆發現象的是我國,《宋會要》是最早記載這一天象的史書。由於當時沒有超新星的名字,一般稱其為「客星」。超新星是垂死的恆星的輝煌「葬禮」,它並不是新出生的星星。一些大質量的恆星,內部引力極強,當內部燃料耗盡燃燒停止時,星球不是慢慢地收縮,而是突然地坍縮。因為坍縮所產生的內部壓力非常巨大,而使球殼無力承受而發生爆炸。

這就與我們給自行車打氣過度時突然發生的爆炸相似。劇烈的爆炸,猶如一顆超級原子能,向外發出極大的能量,閃耀出異常明亮的光芒。於是,一顆本來很暗或根本看不見的恆星,亮度一下子會提高十七個星等級以上,成為一顆亮星,這就是超新星。

紅巨星

也許誰也不會料到,幾十億年後,太陽因為突然膨脹而變成一個大火球,離太陽最近的水星和金星將被它吞沒。即使地球不被吞沒,其表面溫度也可能高達1000℃C以上,地球上所有的生命都將毀滅。天文學上把一般恆星都會經歷的晚年階段稱為紅巨星階段。

當恆星演變到主序星階段末期,除了外殼部分,它內部的氫基本上已經轉化成氦而使熱核反應停止。這時,恆星的中心部分迫於引力作用而發生收縮,使溫度升高,並且釋放出巨大的能量,外殼的急劇膨脹,使整個恆星便像氣球一樣被吹大了。恆星的表面積因外殼的彥脹而增大,表面溫度降低,而總發光量增加。這樣,它就變成一穎亮度大、溫度低的紅色星一一紅巨星。恆星從主序星到紅巨星的轉化過程很快就能完成。

雖然氫在紅巨星內部已經基本耗盡,但內部收縮使溫度升得更高了,於是氨聚合反應又開始了,它內部便又重新燃燒起來,並且能夠持續很長時間。像太陽這樣的恆星,在紅巨星階段大約能停留10億年。

相關焦點

  • 宇宙最古老恆星長什麼樣?
    宇宙最古老恆星長什麼樣?天文學家擬在月球設望遠鏡  據美國中文網報導,儘管宇宙大爆炸發生在130億年前,但天文學家們仍然希望看到它留下來的痕跡。近期,天文學家提議在月球上放置一個巨大的望遠鏡,以研究宇宙中的第一批恆星。  德克薩斯大學天文學家安娜·紹爾說:「望遠鏡將能夠觀察到大爆炸之後形成的第一批恆星,它們通過大爆炸所產生的物質形成。」
  • 宇宙中最孤獨恆星發現
    原標題:宇宙中最孤獨恆星發現 在遠離任何其他已知天體的銀河系荒漠空間,一顆獨立的恆星正在急速生長。既沒有恆星為鄰,也缺少行星做伴,這顆誕生只有100萬年的年輕恆星被美國航天局稱為「宇宙中最孤獨的恆星」。
  • 宇宙中質量最大的恆星長什麼樣?有沒有可能超過銀河系?
    按照目前人類社會的科技水平、對宇宙的認知和長期積累下來的知識儲備,如果將宇宙中的天體進行劃分,不算黑洞、白矮星、中子星等這一類緻密天體的話,那麼就屬恆星在宇宙中的質量最大,在恆信下面便是行星、行星的衛星、小行星等眾多小的天體。那麼,宇宙中質量最大的恆星又是哪顆呢?
  • 具有三個「層」的黑洞是什麼樣的,它如何撕裂遙遠星系中的恆星?
    黑洞對於很多人來說,它們都是宇宙中最迷人的物體之一,千萬不要被這個名字所欺騙,它自然不會是一個空洞。相反,黑洞是一個強大的引力場,看似沒有任何東西,但該區域裡卻有大量物質,只要距離達到足夠的範圍,如此密集而龐大的它,會讓光線也無法逃脫。
  • 宇宙中最大的恆星是誰?它能夠裝下45億個太陽,是超級巨無霸
    如果沒有反射恆星光的天體,天文望遠鏡就很難發現,除非它本身能夠發出非常強烈的電磁波,才能夠被射電望遠鏡探測到。所以,在宇宙中,我們經常能夠觀測發現的基本都是恆星,它們是宇宙中最亮麗的存在,如果沒有這些發光發熱的恆星存在,天文望遠鏡基本就是一個瞎子。
  • 什麼樣的望遠鏡能讓我們看到宇宙第一顆恆星的光?
    牧夫校對組編排:陶邦惠後臺:庫特莉亞芙卡 李子琦原文連結:https://www.universetoday.com/146888/what-telescope-will-be-needed-to-see-the-first-stars-in-the-universe-the-ultimately-large-telescope/ 宇宙中最古老的恆星隱藏在黑暗中
  • 宇宙裡面的全部恆星燃燒完畢之後,宇宙會成為什麼樣子?
    歡迎大家來到百家號小宙斯帶你看宇宙,今天小編和大家分享的是宇宙裡面的全部恆星燃燒完畢之後,宇宙會成為什麼樣子。因為只有這樣這些科學家們才會不斷的努力參加這一活動,就比如說宇宙的最終命運這一話題,那麼宇宙裡面的全部恆星燃燒完畢之後,宇宙會成為什麼樣子?其實預祝最終也是會瀕臨死亡,雖然宇宙非常大,並且面積也是非常的廣闊,雖然宇宙的壽命和人類壽命相比的話宇宙更長一些,但是宇宙最終也是要經歷由生到死的過程。
  • 宇宙中哪顆恆星的質量最大?如果把它放在比鄰星位置,會發生什麼
    在還未獲得窺探宇宙的能力之前,人類一直不知道其實夜空中的星星也和白晝出現的太陽一樣是恆星。在在初步獲得窺探宇宙的能力時,人類開始意識到原來太陽是一顆比地球大得多的星球,並且認為太陽就是宇宙中最大的星球。
  • 蘇虎長明,它只是上等的印尼虎魚嗎?
    廣大虎迷對它是又愛又恨,又好奇又陌生。到底這種既高身又長明的「蘇虎」,只是更好的四紋虎?今天我作為一個多年進口虎魚的商家,想跟大家聊聊這個話題。初識虎魚記得2013年7月,我和往常一樣到雅加達虎場採購印尼虎,但是無意中發現有一缸非常特別的「印尼四紋」(那時候,我還以為這是四紋)。那種檸檬黃配上墨黑條紋,超高身的體形,讓人印象深刻。
  • 茫茫宇宙中,科學家如何掌握系外恆星與地球的距離?
    但要知道這個尺度放到宇宙中就猶如一顆沙子一般渺小。在茫茫宇宙中,尺度變大,科學家是如何掌握恆星與地球的距離的?古老的測距方法:三角視差法早在中世紀的航海時代,由於測距技術不發達,沒有雷達。在海上,就很難實時記錄遠處島嶼與自己的距離。
  • 宇宙中可能存在直徑超過1光年的恆星嗎?
    有句俗話說的很好,「林子大了什麼樣的鳥都有」,那麼是不是可以引申到「宇宙大了什麼樣的天體都有呢?」,當然這是一個腦洞問題,但更是一個科學問題,我們必須以科學的手段來確定下到底有沒有這樣的恆星?一、宇宙中最大的恆星和最重的恆星分辨是哪顆?這也許大家就脫口而出啦,畢竟那麼多科普已經讓各位滾瓜爛熟了!
  • 宇宙中可能存在直徑超過1光年的恆星嗎?
    有句俗話說的很好,「林子大了什麼樣的鳥都有」,那麼是不是可以引申到「宇宙大了什麼樣的天體都有呢?」,當然這是一個腦洞問題,但更是一個科學問題,我們必須以科學的手段來確定下到底有沒有這樣的恆星?一、宇宙中最大的恆星和最重的恆星分辨是哪顆?這也許大家就脫口而出啦,畢竟那麼多科普已經讓各位滾瓜爛熟了!
  • 宇宙中的第一顆恆星是什麼時候出現的?
    圖片來源:NASA/ESA/ESO/Wolfram Freudling等當我們今天看向宇宙時,其中估計有兩萬億個星系,平均每個星系包含約數千億個恆星,這意味著我們可以在可觀測宇宙中觀測到大約10^24顆恆星。
  • 探索宇宙的奧秘,浩瀚宇宙中的黑洞究竟是什麼樣子?
    大家好,我是本文的作者小林,歡迎閱讀我的文章,先送你一個麼麼噠~能關注我就送你兩個麼麼噠~廣袤無垠的宇宙中,光與影交織出一幅絢麗圖畫。人類總是對夜空中的閃閃繁星如痴如醉充滿嚮往,而宇宙的奧秘就是潛藏在這無邊的黑暗之中。
  • 這是一部關於星雲的成長史!
    我們觀測太陽系、觀測系外星系、觀測一切神秘的光年之外物體,然而我們收到的往往是殘破的片段,不過最近來自美國國家航空航天局的索菲亞空中望遠鏡為我們揭開了一部星系的成長史!這是美國國家航空航天局的索菲亞空中望遠鏡拍攝到的天鵝星雲的新圖像。
  • 宇宙中年齡最大的恆星是哪顆?它的歲數或比宇宙還大
    但我們都知道,物質的形成是需要時間的,宇宙中的星體也是如此,一顆恆星從形成到走向死亡或許要經歷幾百億年的時間,而恆星的原材料是來自於宇宙中無處不在的原子。那麼,宇宙誕生至今歲數最高的恆星又是哪一個呢?這個星系如今還存在嗎?關於這個問題,科學家有了一項驚人的發現。
  • 宇宙中的恆星那麼多,為什麼太空還是黑的?
    宇宙無邊無際,其中的星系更是數不勝數,就光銀河系中就有數千億的星系,也許你會發現宇宙大部分還是一片漆黑的,那麼為什麼恆星沒有照亮整個宇宙呢,這裡面到底有什麼樣的秘密呢?宇宙中大部分光根本到達不了地球!要知道光子在不同的條件下存在時間是完全不同的,一般情況下光子存在不超過三小時,但是當光子到達光速以後,就可以存在超過10億年甚至更久的時間,不知道你是否思考過這個問題,宇宙中無時無刻不在誕生恆星,那麼宇宙的光子應該非常多,但是通過人類的觀測,發現宇宙中其實並沒有那麼多的光子,其中的原因就是因為宇宙膨脹。
  • 時間的盡頭將會是什麼樣子?這是100萬億年後宇宙的面貌
    宇宙的命運是無法逃避的,總有一天,宇宙中的一切都將不復存在。不僅僅是空的空間,而是存在,物質,時間,空間,一切的終結。時間的盡頭將會是什麼樣子?那是數萬億年後的事了,但這一前景仍然讓科學家們著迷,並讓我們其他人產生了共鳴。
  • 浩瀚宇宙中存在著多少恆星?
    太陽是我們給距離地球最近的恆星所起的名字,宇宙中遍布類似太陽這樣的天體。我們在夜晚看到的星星基本上都是恆星,肉眼可見有幾千顆,例如,天狼星、織女星。而如果使用業餘的天文望遠鏡來觀測夜空,理論上將能看到多達數百萬顆恆星。
  • 宇宙中最極端的恆星
    這就是大多數恆星瑰麗的一生。但是就像人一樣,有些恆星也有著截然不同的經歷。所以,接下來我們不妨快速了解一下宇宙中一些最極端的恆星。儘管確定任何一顆恆星的確切特徵不容易,但據我們了解,宇宙中最大的恆星是盾牌座UY——直徑是太陽的1700倍  和DC宇宙一樣,有時候天文學家在描述某些真正非凡的東西時,採用的最簡單粗暴的方式就是在名字前面加上