【天文17】氦閃是什麼?太陽的宿命會是黑洞嗎?恆星的演化過程

2021-02-28 媽咪說MommyTalk

媽咪說：知識就是力量

上期咱們介紹了如何去看赫羅圖，今天咱們來介紹恆星的演化過程。那首先簡單回顧一下，人們通過觀測大量的恆星的光譜和光度，或者說溫度和光度，然後把這些個橫縱坐標點描繪在一個坐標軸上，於是就出現赫羅圖，橫坐標代表光譜類型或者說溫度，一般就是越往左溫度越高越往右溫度越低，縱坐標就代表光度或者說絕對星等，越往上光度越大越往下光度越小。那通過大量描點人們發現，在赫羅圖上有一條主帶，這叫做主星序，位於主星序上的恆星就叫做主序星，主序星佔據恆星壽命的90%左右，所以我們觀測到的恆星90%都是主序星，還有少部分恆星位於赫羅圖的右上角和左下角，分別叫做紅巨星和白矮星，這些就都是赫羅圖能夠帶給我們的信息。那下面咱們來說恆星的演化，就是恆星的一生都經歷的什麼呢？其實這是一個很複雜的過程，咱們今天儘量讓大家了解一個概括。人們最早考慮這個問題其實是從能源入手的，就是到底是什麼能源能夠維持恆星發光發熱呢？最早就假設，已太陽為例，假設太陽質量全部都是煤炭的話，一個大煤球，然後還要維持現在的光度也就是輻射功率，那大概估算一下這個能源總共也就夠燒5000年，5000年肯定不夠，到了19世紀赫姆霍茲和開爾文提出過一個理論，叫做收縮說，這兩個大佬認為恆星是通過引力收縮，然後引力勢能轉化為內能從而轉化成輻射能向外輻射著能量，要是這麼計算呢，太陽質量可以維持3000萬年左右

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  • 天文學家研究揭秘:類太陽恆星氦閃後可普遍產生鋰元素
    中新網北京7月7日電 (記者 孫自法)在類太陽恆星中，高含量的鋰元素罕見嗎、類太陽恆星會產生鋰元素嗎、它發生在恆星演化的哪個階段……作為目前所知宇宙最早產生的三種元素之一，鋰在天文學研究中長期以來頗受關注。
  • 天文學家研究揭秘：類太陽恆星氦閃後可普遍產生鋰元素
    （研究團隊供圖）中新網北京7月7日電 (記者孫自法)在類太陽恆星中，高含量的鋰元素罕見嗎、類太陽恆星會產生鋰元素嗎、它發生在恆星演化的哪個階段……作為目前所知宇宙最早產生的三種元素之一，鋰在天文學研究中長期以來頗受關注。
  • 科學家發現:類太陽恆星經過氦閃後普遍可產生鋰元素
    在類太陽恆星中，高含量的鋰元素罕見嗎?類太陽恆星會產生鋰元素嗎?它發生在恆星演化的哪個階段?中國科學院國家天文臺趙剛研究員和Kumar博士領導的國際團隊，利用我國重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST）光譜數據及國際GALAH巡天數據發現類太陽恆星經過氦閃後普遍可以產生鋰元素，該發現解開了上述謎題。2020年7月6日，這一研究成果發表在國際知名天文期刊《自然·天文》。鋰通常用於現代通訊設備和運輸行業。手機、平板電腦、電動汽車等都使用鋰電池供電。
  • 氦閃是什麼?太陽會發生氦閃嗎?太陽發生了氦閃地球會怎樣?
    氦閃是什麼？氦閃是一種強烈的天體活動，主要發生在恆星的主序星階段末期。那麼恆星為什麼會發生氦閃呢？通過氦核聚變，恆星上的氦元素被聚變成為鋰元素以及更高級別的元素，之後，碳、氮、氧會依次發生聚變，直至鐵元素終止，這是因為鐵元素在聚變的過程中不僅不會釋放能量，反而還會吸收能量，所以比鐵更重的元素是無法在恆星聚變過程中產生的。在這個過程中，恆星會不斷膨脹，體積會增大數千萬倍。
  • 不是所有的恆星都會演化成黑洞,但所有的黑洞終將會消失
    當恆星經引力坍縮到如地球這般大時，「電子迴避」壓力才足以平衡太陽質量大小的恆星所產生的引力。因此當如太陽一般大的恆星坍縮到地球大小的尺寸時，可以避免其演化成黑洞，並且內部的「電子迴避」壓力（稱為「電子簡併壓力」）的強度足以撐起恆星。這種壓力不依賴于于恆星所含的能量——即使恆星持續地經表面喪失能量，該壓力也能支撐著恆星。
  • 類太陽恆星中鋰的秘密:毀滅亦有新生
    來源：新浪科技氦核燃燒示意圖來源：中國國家天文臺　　新浪科技訊 7月7日消息：在類太陽恆星中，高含量的鋰元素罕見嗎？ 類太陽恆星會產生鋰元素嗎？它發生在恆星演化的哪個階段？中國科學院國家天文臺趙剛研究員和Kumar博士領導的國際團隊，利用我國重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST）光譜數據及國際GALAH巡天數據發現類太陽恆星經過氦閃後普遍可以產生鋰元素，該發現解開了上述謎題。2020年7月6日，這一研究成果發表在國際知名天文期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）。鋰通常用於現代通訊設備和運輸行業。
  • 毀滅中的新生 類太陽恆星普遍可產生鋰元素
    類太陽恆星會產生鋰元素嗎？它發生在恆星演化的哪個階段？來自中國科學院國家天文臺等國內外單位的研究人員，利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）光譜數據及國際GALAH巡天數據首次發現類太陽恆星經過氦閃後普遍可以產生鋰元素。相關研究成果7月6日在線發表於《自然·天文》雜誌上。
  • 天文上的腦洞:太陽會爆炸嗎?
    假如太陽死去，它是悄悄熄滅光熱還是悲憤地炸開一片紅霞，我們真的安全嗎？所有的恆星都會死亡，有些恆星的死亡會比其他的更加劇烈。
  • 地球要在氦閃前去「流浪」,太陽什麼時候氦閃?科學家給出答案
    地球要在氦閃前去「流浪」，太陽什麼時候氦閃？科學家給出答案在宇宙混沌之時，星雲裡面物質包含最多的就是氫，然後氫和其他物質再凝集成各種天體，年輕的恆星就是藉助氫的核聚變來發光發熱。那麼氦閃究竟是什麼呢？由於恆星裡面的氫數量也有限，如太陽經歷幾十億年的燃燒都是氫在進行核聚變，待到氫被消耗的差不多了，接著就是氦，而氦元素在聚變成碳的過程中會產生巨大的爆炸，釋放出強大的能量，這個過程便是氦閃。質量是太陽的0.8至2倍的恆星躲不過氦閃的命運，紅矮星燃燒完後則會悄悄熄滅，而8至30倍之間的恆星就會爆炸成中子星，再大於30倍的就會塌縮成黑洞。
  • 地球是死去的恆星嗎？太陽未來是不是也會變成行星？
    這是個非常有趣的話題，因為前陣子看到某神發表了一段言論，大意是太陽將在一段時間後死去，木星將頂替太陽的位置，而且太陽系裡的行星都會有這樣的輪迴。儘管這不具備一點科學性，但他們認為恆星和行星之間是可以相互轉換的，事實上會是怎樣嗎？
  • 恆星分很多種,來看看各種恆星的演化和結局
    恆星是依靠自身核聚變可以發熱發光的天體（多指恆星的主序星階段），不過由於恆星的質量大小不一，恆星自身的演化過程也很不相同。
  • 恆星演化規律揭示殘酷現實：黑洞是太陽、地球、人類的最終歸屬
    恆星的生命演化結局告訴我們，宇宙最終都會走向枯燥乏味的未來，我們的太陽總有一天會演變成為一個黑洞讓我們來看看恆星從形成到衰亡要經歷幾個過程。收縮過程中，恆星內部溫度會繼續升高，同時，恆星表面的大量氣體由於失去核心的束縛而膨脹，表面溫度降低。
  • 不知是什麼版本的恆星演化&元素合成
    質量超過0.4倍太陽質量的恆星，在其核心處的氫消耗完時，可以利用產生的氦進行下一步的核反應：3個氦核聚變為一個碳12原子核，碳原子核和氦原子核生成氧原子核，兩個過程都釋放伽馬射線和能量。這是宇宙第一次通過恆星核合成產生太初核合成所不能產生的新元素。
  • 恆星死亡後，環繞它的行星會是什麼樣的命運？似乎沒有善終的
    2、類日恆星與中等質量恆星（7-10倍太陽質量以內）這類恆星（大於0.8倍太陽質量）由於在內核與外部對流層之間存在一個輻射層，對流並不徹底，因此在氦元素堆積之後會有紅巨星時代，比如太陽的紅巨星時代將會膨脹到地球軌道附近，也就是說太陽的半徑將高達1個天文單位！
  • 中國LAMOST發現改寫恆星演化理論的黑洞
    如果一顆恆星的質量比較小，像我們太陽一樣，它就會變成一顆白矮星，質量再大一點，就會變成一顆中子星。如果一顆恆星的質量大於20-30倍太陽質量，那麼它死亡後遺留的核心會大於3倍太陽質量，它最後就會變成一顆黑洞。 宇宙中恆星是很多的，我們每當在夜晚仰望天空的時候，就會看到滿天璀璨的群星，我們可以想到黑洞也應該是廣泛存在的。
  • 最大恆星可裝45億太陽,最重恆星成紅巨星能超過它嗎?根本沒機會
    很多喜歡天文的朋友都知道，體積最大的恆星是盾牌座uy，這顆恆星的體積相當於太陽體積的45億倍，如果把它放到我們太陽系中間位置，那麼這個恆星的邊緣將吞沒木星的軌道，且接近土星的軌道，也就是說水星，金星，地球，火星，小行星帶和木星都只能在這顆恆星的肚子裡運行，可以想像這顆恆星有多麼的龐大吧
  • 恆星演化規律最終結果,黑洞將會是太陽、地球、人類的最終歸宿
    宇宙的基本單位是恆星，太陽是無數普普通通恆星當中的一顆。恆星的生命演化結局告訴我們，宇宙最終都會走向枯燥乏味的未來，我們的太陽總有一天會演變成為一個黑洞，人類的結局可想而知。
  • 恆星晚年演化過程,白矮星,中子星,黑洞,哪一種才是終點?
    根據恆星和太陽的質量對比，恆星死亡之後會產生四種結局，紅矮星、白矮星、中子星和黑洞。其中產生中子星和黑洞的過程中會發生超新星爆炸現象。小於0.4個太陽質量的恆星，因為需要較少的能量來對抗恆星本身的引力，演化過程非常緩慢，目前的宇宙年齡還不足以耗盡它們的用來聚變產生的能量的氫。
  • 恆星的演化過程是怎樣的?
    恆星之初是一團冰冷的氣體，對應於光譜光度圖的右側（冷側）。在自身的引力下，這些氣體開始收縮。收縮過程中會逐漸聚合，於是密度和壓強就會增大，溫度也會升高；達到了臨界溫度，就會發生氫核聚變，一顆原恆星從此誕生。一顆年輕的恆星表面溫度很低。
  • 「星雲」是什麼?「行星狀星雲」又是何物?它是太陽的最終宿命!
    世紀天文望遠鏡誕生以來，觀測目標除了行星、恆星、星系以外，天文愛好者及天文學家在夜空中還發現了數量眾多、大小不一、形態各異的很模糊的雲霧狀天體。它是質量較小的恆星在演化後期，瀕臨死亡過程中拋出氣體而形成的氣體包層，這些氣體以每秒20千米~50千米的速度向外膨脹，在幾千年內就會彌散到星際空間。在「行星狀星雲」的中間，可以觀測到一顆坍縮了的高溫恆星，高溫恆星向外的紫外輻射產生電離，從而讓外層氣體包層發光。這顆高溫恆星繼續演化，在幾萬年內光度和溫度就會大幅度下降，最終成為一顆「死星」——白矮星。