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2017-10-23

精通高中天文地理知识——恒星是怎么诞生的

       恒星是怎么诞生的!


  晴朗的夜空,繁星点点,美丽的星空可谓是大自然最杰出的作品之一,千百年来,我们就对星空着迷。在夜空中,除了金、木、水、火、土五大行星,月亮,以及偶尔出现的流星和彗星之外,其他的所有天体都是恒星。我们肉眼每天晚上可见的恒星大概有3000颗左右,而随着春夏秋冬四季的变化,我们一年中大概能看到6000颗恒星。

  

天文地理知识之夜空中的每一颗星星都是一颗恒星

 

  夜空中的每一颗星星都是一颗恒星(除了5颗肉眼可见的行星之外)


  恒星之所以称为恒星,是因为它在天空的位置以及它的颜色和亮度看上去并不发生变化。事实上是这样的吗?当然不是,恒星也有自己的诞生、演化和死亡。


  想回答恒星是怎么诞生的,就先要解决恒星的能源问题,即恒星能发出这么多的光和热,它到底烧的什么。因为恒星只有启动了这个能源供应的机制并且稳定的持续下去,我们才能说它真正的诞生了。


  在人类知道核反应之前,曾经有人猜测,太阳上烧的应该全是煤炭。且不说这些煤炭来自哪里,我们按照太阳的辐射功率计算,大约只要5000年时间,整个太阳就会被烧完。现在想想,这是不可能的,我们人类的文明也要多于五千年的历史了,没有太阳我们怎么演化至今。


  另外,也曾经有人提出过恒星能源的收缩学说,他们认为,恒星会收缩,在收缩过程中,引力能会释放出来,从而使恒星发出大量的光和热。其实这种学说也是站不住脚的,恒星在稳定的阶段——主序阶段仍辐射出大量的能量,但是并不会发生收缩,所以也不会有引力能释放出来。


  而在20世纪20年代,艾丁顿(曾经在日全食的时候检验过广义相对论的预言——背景恒星的光线经过太阳时会发生弯曲)提出,太阳的能源可能由热核反应供给。但是因为当时人们对核反应知之甚少,他没能给出具体的计算。后来,人们对核反应的了解越来越深刻,才最终解决了太阳的能源问题,原来太阳真的是由其中心的热核反应提供能源的。这个热核反应的原理其实就和氢弹爆炸的原理一样的,都是四个氢原子聚变为一个氦原子的过程。


  知道了恒星的能源供应机制,我们就可以看看恒星是如何诞生的了。


  其实,星际空间并不是空空的什么都没有。在星际空间中,弥散着很多主要由氢元素组成的星云,恒星就是从这些星云中诞生的。

  

精通地理天文知识之赫赫有名的马头星云其实是一片恒星形成区

 

  赫赫有名的马头星云其实是一片恒星形成区


  从弥散的原始星云形成恒星,首先要经过一个引力收缩的过程。因为某些原因(金斯不稳定性,感兴趣的可以自己找找相关知识),星云在自身的引力下开始收缩。原始星云是非常巨大的,在收缩到一定程度后,星云会破碎成很多片,其中的每一片都有可能诞生一颗恒星。


  破碎后的星云碎片继续收缩,在收缩过程中,引力能被释放出来用以加热星云,这样,星云的温度会越来越高,当星云温度变高以后,内部压力就会增加,这个向外的压力就会在一定程度上抗衡引力收缩。


  在收缩过程中,由于恒星已经有了相当的密度,恒星内部的热量已经很难到达恒星表面并辐射出去了,这样,其内部温度就会越来越高,当中心温度达到约800万度以上时,氢的核聚变反应启动了,这可是一个重要的时刻,因为它意味着恒星诞生了。

  

高中天文地理详解之星云收缩后形成的原恒星

 

  星云收缩后形成的原恒星


  此后,恒星进入稳定燃烧阶段——主序星阶段。此时,恒星内部核反应释放能量产生向外的辐射压,用以抵抗恒星自身的引力,恒星进入一个稳定阶段,这一阶段是恒星一生中最长的阶段。像我们太阳,已经在这一阶段燃烧了50亿年,它大概还剩50亿年左右的寿命。【本文来自:北斗天文网】

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