恒星这一辈子

2015-10-23 02:33张依依
关键词:白矮星核聚变引力

张依依

在广袤无垠的宇宙中,一颗恒星像放烟火一样爆炸了!之后,它便消失得无影无踪……它去了哪里?这还得从恒星的出生说起。

恒星是如何诞生的?

太阳会死亡吗?恒星老了会变成什么?

脾气暴躁怎么了?老了就是要任性!

恒星宝宝降生

浩瀚无垠的宇宙里,到处充满了各种尘埃和气体云,它们是恒星的摇篮。气体云在自身引力的作用下,所有物质都会加速向中心聚拢。当这些物质聚拢在一起,组成一个球体,恒星就诞生了。然而,引力的作用并没有停止,它会继续吸收周围的物质,在之后几万年的时间里,恒星会逐渐长大,成为比一般行星大得多的巨型星体。

瞧,这颗恒星正处于“星坯阶段”。这个阶段是恒星出生到稳定的一个过渡期。

什么是恒星

恒星是炽热的、能持续发光发热的球状天体。在宇宙中,有无数颗巨大而炽热的恒星。在我们所处的太阳系中,只有太阳这么一颗恒星。你一定会问,那我们的地球呢?难道它不是恒星吗?当然不是!地球和火星、木星等星球一样,自身不发光,而是环绕着恒星运行。

蟹状星云距离地球大约有6500光年,它是恒星爆炸遗留的产物。

五颜六色的恒星

我们平时看到的太阳总是金灿灿的,图画书也把它染成金黄色。实际上,恒星并不全都是金黄色的,它们的颜色丰富多彩。

就目前发现的情况看,恒星的颜色主要有红色、黄色、白色和蓝色。一般来说,红色代表炽热,蓝色则代表寒冷。然而,这个常识用在恒星上却恰恰相反。当一个物体能够辐射出可见光时,看上去是红色的,随着温度升高,颜色开始变白,最终变成蓝色。因此,越红的恒星温度越低,那些看起来呈蓝色的恒星表面温度其实相当高哦!

猎户座ι是淡蓝色的恒星。

这团星云本来是不发光的,它内部的恒星发生了爆炸,照亮了这片星云。

大熊座η是蓝白色的。

天琴座α,就是我们常说的织女星,它属于白色恒星。

仙后座β是金白色恒星。

金牛座α是橙色恒星。

恒星小子长大了

刚刚出生的恒星宝宝很不稳定,它的温度不断升高,内部的氢元素持续进行着核聚变反应。一千克氢变成氦所产生的能量足以让一只100瓦的灯泡亮100万年。就拿我们熟悉的太阳来说吧,在它的核心,每秒钟有6亿吨氢变成氦,可以想象核聚变的能量有多大!恒星外部引力所产生的能量和核聚变产生的能量刚好相互抵消,维持着恒星的稳定。在这样的力量平衡下,恒星渐渐地“长大成人”了。

太阳目前正处于稳定的青壮年时期。

太阳的能量来自它内部的核聚变。

“大块头不占优势”

恒星家族里有许多“大块头”。然而,体积大并不代表质量大。比如超巨星,体积十分庞大,有的比太阳还要大一百倍乃至十万倍,但是它们的质量却和太阳差不多。有些恒星不仅体积大,质量也大,但这也并不代表它们在宇宙中存在的时间就越长。相反,质量越大的恒星,“寿命”反而越短。这是因为“超级巨星”的核心压力非常高,燃烧氢的速度异常快。许多大质量的恒星只能存在一百万年,而质量较轻的红矮星,寿命甚至会持续上百亿年。

大犬座VY星距离地球有4500光年~4900光年,它的质量是太阳的40倍,体积是太阳的几十亿倍。如果把这颗超巨星放在太阳的位置,它的边缘会占据土星轨道。

和超巨星比起来,太阳就是一粒小小的芝麻。

太阳,还年轻

大多数恒星的寿命在10亿~100亿年之间,太阳的寿命大约是100亿年。目前,太阳大约是45.7亿岁,正值壮年。

再过五六十亿年,太阳内部的氢元素将消耗殆尽,它的核心会发生坍缩,温度不断上升。同时,太阳的外层开始膨胀,距离太阳最近的水星会瞬间化为蒸汽,金星的大气会被太阳风吹走,地球上的海洋会沸腾……最终,太阳系当中所有的一切都会被太阳“吃掉”。这时候的太阳已经步入晚年,渐渐走向死亡……

别担心,说不定到了那时候,人类早就移民到太阳系以外的行星上去喽!

这是白矮星,太阳最终的结局。

当恒星内部的核聚变停止时,核心发生坍缩,外部无限膨胀。恒星由此步入晚年。

红巨星红又胖

我们的太阳是一颗黄矮星,在红巨星面前,它显得非常渺小。

恒星核心的燃料是氢,一旦所有的氢都变成了氦,恒星就没有了发光发热的燃料。核反应的速度减慢下来,引力开始占据上风,氦核在引力作用下收缩。但是,恒星外壳上的氢还在燃烧,所以恒星看上去就像吹气球一样不断膨胀。这时候,恒星还不会立即死亡,因为膨胀阶段会维持几亿年。这颗“恒星气球”吹啊吹,体积长大十亿倍,最后变成一个浑身通红的星球——红巨星。

结局命运各不同

变成红巨星,恒星成了一个耄耋老者。它还会吹出气体,慢慢收缩,变得像地球这么小。然而,这颗恒星最终的结局如何,还要看它之前的质量大小。

结局一

如果恒星的质量和太阳差不多,它死后就有可能变成白矮星。人类最早发现的白矮星是天狼星伴星,别看它的体积比地球大不了多少,质量却和太阳一样大。

天狼星伴星是一颗白矮星。

质量比太阳大得多的恒星在死亡时会发生轰轰烈烈的大爆炸。这样的现象称为“超新星爆发”。

一闪一闪是假象

天上的每一颗星星都是宇宙中的一颗恒星。当你仰望星空时,总觉得它们一闪一闪的,像在眨眼睛。其实,恒星是持续发光的,根本不会眨眼睛。之所以觉得它们在闪烁,是因为恒星的光线穿过大气层时,发生了多次折射。每一次折射都会导致光线颜色和辐射强度的变化,这让恒星看起来总像是一闪一闪的。

尽管恒星的一生很长,但它们毕竟不是永恒的。

结局二

如果恒星质量更大一些,坍缩的结果会使恒星变成一颗中子星。中子星的密度大得惊人,针尖大小的地方就有上亿吨!

距离地球1600光年有两颗双胞胎白矮星。不过,它们最后肯定会碰撞并结合在一起,或者变成中子星。

结局三

质量远超太阳,特别是那些超重量级的“大块头”会怎样呢?它们会无限坍缩,引力大得没有任何力量能与它抗衡,最终变成宇宙中的黑洞!

黑洞深不见底,会吸纳周遭的一切,就连光也逃脱不掉。

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