文档介绍：小组成员:韩林宾周俊辰毛子涵宗毅
恒星的演化
目录
一、恒星的定义
二、恒星演化的概念
三、恒星演化的阶段
(一)、诞生
(二)、中年期
(三)、成熟期
(四)、衰退期
四、恒星演化形态及演化原因
恒星的定义
恒星由炽热气体组成的,能自己发光的球状或类球状天体. 恒星都是气体星球。晴朗无月的夜晚,一般人用肉眼大约可以看到 6000多颗恒星。恒星并非不动,只是因为离我们实在太远,不借助于特殊工具和方法,很难发现它们在天上的位置变化,因此古代人把它们认为是固定不动的星体,叫作恒星。
恒星的演化概念
我们可以把一颗恒星比做一个正在发展的生命体,它不断地在自我发展与演化中。恒星演化就是一颗恒星诞生,成长成熟到衰老死亡的过程。恒星演化是十分缓慢的过程。天文学家根据对各种各样的恒星的观测和理论研究,弄清楚了恒星的一生是怎样从孕育到诞生,再从成长到成熟,最后到衰老、死亡的整个过程。
让我们用太阳这颗离我们最近的恒星来演示这个过程。
恒星演化阶段之中年期
恒星在中年期成为主序星
在五十忆年前刚形成的太阳并不稳定,体积缩胀不定。在热膨胀力和收缩力达到平衡时,太阳进入稳定期。此时太阳是一颗黄色的恒星,差不多就像我们现在看到的太阳。太阳进入稳定期后相当稳定的发出光和热可以持续一百亿年之久这期间占太阳一生中的90%,天文学家特称为“主序星”时期太阳成为一颗黄色的主序星至今己有五十亿年再过五十亿年太阳度过一生的黄金岁月后将进入晚年
恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢,可能在此序列上停留数千亿年,而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列上停留一百亿年。太阳也位于主星序上,被认为是处于中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后,就会离开主星序。
恒星演化阶段之成熟期
成熟期时形成红巨星,超巨星。
在形成几百万到几千亿年之后,恒星会消耗完核心中的氢。大质量的恒星会比小质量的恒星更快消耗完核心的氢。在消耗完核心中的氢之后,核心部分的核反应会停止,而留下一个氦核。失去了抵抗重力的核反应能量之后,恒星的外壳开始引力坍缩。核心的温度和压力像恒星形成过程中一样升高,但是在一个更高的层次上。一旦核心的温度达到了1亿开氏度,核心就开始进行氦聚变,重新通过核聚变产生能量来抵抗引力。恒星质量不足以产生氦聚变的会释放热能,逐渐冷却,成为白矮星。积热的核心会造成恒星大幅膨胀,达到在其主星序阶段的数百倍大小,成为红巨星或超巨星。红巨星阶段会持续数百万年,但是大部分红巨星都是变星,不如主序星稳定。
超巨星的质量,体积和光度都比红巨星大
恒星演化阶段之衰老期
晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星,中子星,黑洞。白矮星:
白矮星(White Dwarf)是一种低光度、高密度、高温度的恒星。也是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨/立方米左右。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。
白矮星属于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期,抛射出大量的物质,经过大量的质量损失后,,这颗恒星便可能演化成为白矮星。
中子星:
中子星是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。简而言之,即质量没有达到可以形成黑洞的恒星()在寿命终结时塌缩形成的一种介于白矮星和黑洞之间的星体,其密度比地球上任何物质密度大相当多倍。中子星的密度为每立方厘米8×10的13次方克至2×10的15次方克之间
黑洞:
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无力逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。
黑洞
恒星演化的原因
各种年龄的恒星内部发生着各种热核反应;恒星演化过程中会发生一系列热核反应,轻元素逐渐向重元素转化,逐渐改变恒星的成分,改变恒星的内部状态。并且,发生这些热核反应所需要的温度也越来越高。
恒星内部热核反应所产生的能量以对流、传导和辐射三种方式传输出来。由于大多数恒星的物质是气态的,热传导作用不大,只有内部极其致密的特殊恒星(例如白矮星),内部热传导才比较显著。大多数恒星内部主要依靠辐射来传输核反应产生的能量,传输的速度相当慢,例如太阳把它深达70万千米的中心处的能量传输到表面,需要1000万年。对流传输能量的速度比辐射快得多,但是不同质量的恒星,对流层的位置和厚度很不一样。主星序左上部的恒星,质量大,中心区是小的对流核,外面是辐射包层。主星序中下部的恒星,质