誕生於星雲,消逝為星雲的恆星的一生

2020-08-30 天文在線

在晴朗漆黑的夜晚,僅用肉眼就能看到幾千顆星星。藉助雙筒望遠鏡和功能強大的望遠鏡,我們可以看到更多,以至於永遠都不可能數清它們的數目。

資料來源:美國宇航局、歐洲航天局、哈勃望遠鏡和哈勃團隊重新審視創造之柱。美國宇航/歐洲航天局的哈勃太空望遠鏡重新觀測了其最具標誌性和最受歡迎的圖像之一:鷹狀星雲的創造之柱,這是一個巨大的恆星形成區域。柱子中的塵埃和氣體被年輕恆星的強烈輻射燒焦,並被附近大質量恆星的強風侵蝕。雖然每顆恆星都是獨一無二的,但也存在很多的共同點。太陽是離地球最近的恆星,它幾乎是所有到達地球的光、熱和能量的來源。直到現在,我們知道恆星誕生於星際氣體雲,通過核聚變發光,然後消亡,有時消亡的方式非常戲劇性。

恆星的誕生

恆星誕生於冰冷的星際雲,如獵戶座星雲和鷹星雲。在這些恆星孕育區中,緻密區域發生引力坍縮,形成一個旋轉的氣體小球。隨著球狀體坍縮以及溫度、壓力的增加,它旋轉得會更快。這使得球狀體有一個中心核心和周圍扁平的塵埃盤。中央核變成了恆星,而盤狀物可能合併成行星和小行星。恆星崩塌的過程需要1萬到100萬年。

平衡中的生命歷程

資料來源:美國宇航局、歐洲航天局和AURA/加州理工學院 昴宿星開放星雲。昴宿星雲是一個開放的星雲,由大約3000顆恆星組成,距離地球400光年(120秒差距),位於金牛座,也被稱為「七姐妹」,或NGC 1432/35和M45。昴宿星雲的彩色合成圖像是由帕洛瑪48英寸施密特望遠鏡拍攝的。一顆恆星的生命歷程就是重力與壓力這兩種對立力量之間的持久戰。恆星只有不斷地產生能量來取代其輻射到太空中的能量,才能維持內部的壓力。這種能量主要來自輕元素轉化為重元素的核聚變,恆星通過核聚變可以發光數百萬年或數十億年。

在所有恆星的生命中,有相當一部分時間都是用氫聚變成氦。恆星生命的這一階段稱為主序。主序星的例子有太陽、織女星、天狼星和斯比卡星。當恆星核心的氫耗盡時,恆星的包膜就會急劇膨脹,恆星就會變成紅巨星。紅巨星的例子有獵戶座的一等星、大角星、雄牛座的一等星和天蠍座α星。

由於恆星核心的物質是有限的,它不可能永遠依靠熱能來抵抗重力,它的最終命運取決於是否有什麼東西能夠阻止重力的不斷擠壓。

恆星的消逝

恆星在重力和壓力之間掙扎的結果完全取決於其誕生時的質量。質量低於5倍太陽質量的恆星在接近生命終點時,會膨脹成紅巨星,在這之後,外殼被噴發出成為行星狀星雲,而核心則變成白矮星。行星狀星雲的例子有環狀星雲、愛斯基摩星雲、螺旋星雲和貓眼星雲。

來源:哈勃團隊(AURA/STScI/NASA) 球狀星雲M80。這個星雲名稱為M80 (NGC 6093),是銀河系147個已知球狀星雲中密度最大的一個。M80距離地球約28000光年,包含了數十萬顆恆星,它們通過相互的引力聚集在一起。球狀星雲對於研究恆星的演化特別有用,因為星雲中所有的恆星都有相同的年齡(大約150億年),質量大於5倍太陽質量的大質量恆星的生命結束得更為激烈。大質量恆星的強大引力將其核心壓縮到更高的溫度,因此,這些恆星比小質量恆星亮得多。在它們生命的最後階段,它們繼續聚變越來越重的元素,直到耗盡所有可能的聚變源。當核聚變停止時,引力會驅使核心內爆,導致巨大的超新星爆炸,留下中子星或黑洞。超新星殘骸的例子有船帆座、蟹狀星雲、面紗星雲和超新星1987A。

星雲

大多數恆星被認為起源於星雲。星雲有兩種:開放星雲和球狀星雲。

開放星雲

開放星雲是物理距離上相互聯繫的恆星群,通過相互的引力聚集在一起。開放的星系團像擴散星雲一樣分布在銀河系和其他星系的相同區域,並且在天空中沿著銀河帶分布。大多數開放星雲作為恆星雲的壽命都很短。當它們沿著自己的軌道漂移時,它們的一些成員由於與其他物體相互作用引起的速度變化而逃離星雲。開放星雲的例子是M37和M52

球狀星雲

球狀星雲由大約1萬到100萬顆恆星的引力束縛而成,分布在直徑幾十到200光年的範圍內。人們認為它們非常古老,估計它們的年齡在120億到200億年之間。球狀星雲的例子是M13和M28。

作者: astro

FY: 董美慧

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