为什么宇宙中总有新的恒星出现?恒星的一生经历几个阶段
来源:量子探索 百家号 发布时间:2020-09-27 14:47:42

01星空中最亮的星

每当太阳落山,我们都可以看到夜空中繁星闪烁,这些闪烁的星辰基本上都是恒星,因为在宇宙的天体中,行星是不会自主发出光芒的,只有恒星会不断地释放能量,如果没有恒星的存在,宇宙中会是一片绝望的黑暗。

夜晚时,如果天气晴朗并且月光暗淡,在远离城市的山区,我们可以用肉眼观察到6000颗左右的恒星在夜空中闪烁,如果借助天文望远镜的话,甚至可以观察到数百万颗恒星,但是银河系内存在数千亿颗恒星,大部分都是我们无法观察的,它们仍然在释放光线和热量。

夜晚结束后,天空中可以观察的恒星就剩下了一颗——太阳。

太阳是我们最熟悉的恒星,也是对地球生物影响最大的恒星,太阳的任何变化都会对生活在地球上我们造成巨大的影响,因为太阳在不间断地释放太阳风,现在地球的磁场可以抵抗太阳风的侵袭,假如地球距离太阳更近一些,猛烈的太阳风就可以撕破臭氧层导致地球环境变化,因此现在地球在太阳系中的位置恰到好处的适合生命繁衍生息。

太阳是一颗典型的黄矮星(光谱为G2V),大部分黄矮星的寿命在100亿年左右,我们的太阳已经燃烧了45.7亿年,可以说目前的太阳正值壮年,也就是说我们还可以享受50亿年的阳光,为什么太阳可以持续燃烧这么久,在未来我们可以阻止太阳的“熄灭”吗?太阳只是浩瀚宇宙中无数恒星中普通的一个,想要解决这些问题,我们需要先了解“恒星的一生”

02恒星的诞生

对于人类来说太阳的体积十分巨大,也是整个太阳系的核心和引力源,借助太阳强大的引力地球和其他七颗恒星才可以稳定的漂浮在宇宙中,不至于“流离失所”。但是对于宇宙来说,恒星只是宇宙的基本组成部分,恒星系和星云,都只是更大星系中的最小单元。

宇宙中存在大量的恒星,但是每颗恒星都不相同,科学家根据恒星的颜色和光谱,对宇宙中的恒星进行了初步的分类,下面是百度百科中的恒星光谱分类,大家可以简单了解一下。

区别恒星的方法有很多,光谱法只是其中最被认可的一种,宇宙中还有很多恒星是没有被人类发现的,或许随着研究的深入,我们可以发现更多神奇的恒星。

那么,宇宙中的这些恒星都是从何而来?

从现在的理论来看,恒星诞生于“星云”之中,星云在天文学中是通用名字,任何扩散天体都可以被称为星云,而形成恒星的星云则不同,大量氢分子和少量的氦分子在宇宙中凝聚成“分子云”,目前宇宙中几乎全部的新生恒星都是诞生于分子云中,就连我们的太阳也不例外。

从星云诞生开始,就在宇宙中缓慢的旋转,因为在一开始时,星云的分布范围很广泛,旋转速度相对较慢,但是随着时间的推移,星云内部会出现一个致密气体和尘埃组成的区域这个区域通常颜色暗淡,这个部分被我们称为“博克球状体”,通常情况下博克球状体的直径可以高达一光年,恒星就会在这个暗星云中诞生。

在银河系内,存在至少6000个分子云,这些分子云占据了整个银河系一半以上的质量,每一个分子云都至少拥有100000个太阳的质量,这些分子云中通常都存在博克球状体,而博克球状体中经常可以发现新生的恒星。

在46亿年前,太阳并不存在,而是一大团星云,被我们称为“太阳系星云”,太阳和八大行星,以及大量的小行星都是诞生于这个星云中。

在不断的旋转中,星云中的稠密区域发生了引力塌陷,促使整个星云的旋转速度开始加快,星云的内部开始逐渐凝聚,形成了我们的太阳,而在星云中的“星子”形成了各大行星,也有观点认为,太阳系星云之所以会演变成恒星,可能是受到了太阳系附近某颗超新星爆发的影响,在强大的压力和冲击下,星云凝聚成为恒星。

03恒星的死亡

简单地了解恒星的诞生后,我们再来了解一下恒星的“死亡”,从本质上来说恒星并不会死亡,恒星本身就是由大量的氢和氦凝聚而成的等离子球体,促使这些物质凝聚在一起的本质是引力,在恒星的内核密度足够高后,就会发生稳定的核聚变反应,这个时候恒星就被“点亮”了。

在恒星形成后,整体会慢慢趋于稳定,这个时候的恒星也被称为“主序星”,这个时候的恒星十分温和,相对于其他时期,更适合生命的诞生,目前太阳就处于一个稳定期中。

但是恒星不可能一直燃烧下去,宇宙中不存在“永动机”,恒星可以保持数十亿甚至是上百亿年的稳定,对于人类来说这个时间已经足够漫长了,首先恒星的消亡并不是因为内部的氢元素被消耗一空,相反大部分恒星在进入演化末期时,恒星的氢元素还十分充足。

恒星的死亡是因为“星核”中的氢元素被大量消耗,导致内部引力失衡,最后发生引力收缩,太阳的内部无法再保持稳定的核聚变反应,这个时候就会发生“氦闪”,相信大家对氦闪并不陌生,《流浪地球》中就是因为太阳提前氦闪人类才不得不离开太阳系。

在氦闪发生后,恒星的表面亮度会变高,体积也会相对变大,但是恒星的表面温度却会持续降低,这个阶段的恒星被称为“红巨星”,以太阳为例,在50亿年后太阳发生氦闪,随后膨胀成为一颗红巨星,漫长的时间后太阳内部引力再次崩塌,变成一颗“白矮星”,这个阶段恒星仍然会不断地向外辐射能量,最终失去大部分能量变成一颗“黑矮星”,随后在遥远的时间后永远地消失在宇宙中。

这是和太阳质量类似的恒星最终的结局,在宇宙中还存在一些质量很高的巨型行星,这些行星在内部引力崩溃后并不会膨胀成为一颗红巨星,而是会发生“超新星爆发”,科学家认为,八倍太阳质量的恒星在演化末期会发生超新星爆发。

可以说超新星爆发是恒星一生中最闪耀的一次闪烁,通常情况下整个星系都会被照亮,经过几周甚至是几个月的时间才会逐渐消失,超新星爆发的过程中恒星内的大量物质会被喷洒而出,并且留下一个“超新星遗迹”,宇宙中的分子云和新生恒星的形成和超新星爆发有很大的关系。

在超新星爆发后,根据质量不同恒星会变成“中子星”和“黑洞”,中子星在不断释放能量后,也会成为一颗黑矮星,关于黑洞的结局我们现在没有一个准确的答案,根据霍金提出的“霍金辐射”,黑洞或许会不断蒸发直到消失。

这就是恒星的一生,从现有的理论来看,恒星的诞生和死亡是一个循环过程,宇宙中每时每刻都有大量的恒星死去,也有大量的恒星诞生。a

标签: 恒星的一生

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