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2018-09-11 04:23:37| 人1,481| 回0 | 上一篇 | 下一篇

【河星的恒星演化粗】

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               【河星的恒星演化粗】

恒星演化是恒星在生命程中所急遽化的序列。恒星依品,一生的品最大的恒星只有百年,到品最小的恒星比宇宙年要的兆年。右方的表示品和恒星命的性。所有的恒星都通常被星或分子的和埃坍中生。在百年的程中,原恒星到平衡的,安下成所的主序星。

恒星大部分的生命期都在以核聚生能量的。最初,主序星在核心融合成生能量,然後,原子核在核心中占了。像太的恒星核心始以一一的球融合成。程使恒星的大小逐增加,通次巨星的段,直到到巨星的。品不少於太一半的恒星也可以由核心的融合成生能量,品更重的恒星可以依序以同心生品更重的元素。像太的恒星用了核心的燃料之後,其核心塌成密的白矮星,且外被成行星星。品大是太的10倍或更重的恒星,在缺乏活力的核塌成密度非常高的中子星或黑洞爆炸成超新星。然宇宙的年不足以品最低的矮星演化到生命的尾端,恒星模型在耗核心的燃料前逐亮和,然後成低品的白矮星。

恒星的化非常慢,甚至世之久也不出任何化,所以察一恒星法究恒星如何演化。因此,天文物理家藉其他替代方法,例如察多在不同生命段的恒星,且使用模推恒星。


原恒星

恒星演化始於巨分子的重力塌陷。典型的巨分子直大100光年(9.5×1014千米),且有6,000,000太品(1.2 × 1037Kg)以上的品。塌,巨分子分裂成越越小的多片段。在每一片段中,塌的的以能的形式放出重力能。著的度和力的增加,些片段凝成一被原恒星的超旋。

一步的展演化和恒星的品有很密切的性;在下面,原恒星的品都太做比:意味者以1太品(2.0 × 1030Kg)作基本的品位。

在巨分子星系旋,一些事件可能造成的引力坍。例如:巨分子可能互相撞,或者穿越旋臂的稠密部分。近的超新星爆出的高速物也可能是因素之一。最後,星系撞造成的星和也可能形成大量恒星。

坍程中的角量守造成巨分子碎片不分解更小的片。品少於50太品的碎片形成恒星。在程中,被放的能所加,而角量守也造成星始生自之後形成原恒星。

恒星形成的初始段乎完全被密集的星和灰所掩。通常,正在生恒星的星源通在四周光亮的上造成影而被到,被博克球。


褐矮星和次恒星天

大致上,品低於0.08太品(1.6 × 1029Kg)的原恒星永不到的核聚所需要的度力,褐矮星。天文合定褐矮星的品要足融合,的品大於13木星品(13{\displaystyle M_{J}}2.5 × 1028Kg,或0.0125太品)。品低於13木星品的天被次褐矮星,但是如果著另一恒星,行星。型,是否有融合,光度都是很黯淡,且生命期持很久,冷的要以百年位算。

融合

品更大的原恒星,核心的度最到1,000K了子-子反,融合,先是成,然後成。在品略超1太品的恒星,圈的核聚反占了能量源的大部分。核聚的,很快就致流力平衡的,由核心放出能量的射力物施加在恒星的重力成平衡,阻止了恒星一步的重力坍。恒星迅速入定的,因而始其演化的主序星段。

一新生恒星的光型座落在赫主序上的某特殊位置上,都取於恒星的品。相而言,品越小、表面度越低的矮星,融合的速率越慢,停留在主序上的可以百年甚至更的;而品大、表面度高的超巨星,只要百年就主序。像太中等品的恒星,停留在主序的大是100年左右。太被是在生命的中期,因此目前是主序星。


恒星的成熟

最,恒星耗核心供的燃料,且主序行下一段的演化。有融合在核心生向外膨的力抵重力的,恒星收,直到子足以抗重力,或是核心的度到足始行融合反(100MK)。至於一先生就取於恒星的品。

低品恒星

迄今未直接察到低品恒星在核聚停止後生的情形,因宇宙被定的年只有138年左右,比低品恒星停止核聚的要短(在某些情下,差到量)。

目前天文物理的模型0.1太品的矮星可以在主序停留的在6兆至12兆年之,而且度和光度都逐地增加,且要耗千年的才塌成白矮星。恒星整都是流,且不展出的燃的,或是不整恒星成,所以不膨成巨星。

品略大些的恒星可以膨成巨星,但是有足的品核到融合所需要的度,所以不抵巨星分支端的度。燃完後,些恒星像近巨星分支中的恒星一巨星分支,但是最後因低的度和光度而成白矮星。品大是0.5太品的恒星能融合所需要的度,因此中等品的恒星可以一步超越巨星分支演化的段。


中等品恒星

品在0.5–10太品的恒星演化成巨星,是非主序恒星,在恒星光型上是KM。巨星的色是色,而且有很大的光度,因此位置在赫的右上角。他的例子包括金牛座的宿五和牧夫座的大角星。所有的巨星都有呆的核心和燃的:同心的最仍然燃成

中等品恒星演化成的巨星在主序後的演化分成段:其惰性的核心是的巨星分支恒星,和惰性的核心是的近巨星分支恒星。近巨星分支的恒星在燃的之有燃的,而巨星分支的恒星只有燃的。在一,在含中加速的燃都立即超越核心,且致恒星的膨。外核心向外的膨,少了引力的作用,因此的膨比能量增加所致的更快。致恒星表面度的下降,恒星的外也得比在主序的更。

巨星分支段

巨星段是接在主序之後的段。起初,因核心部的力不足以平衡重力,巨星分支恒星的核心塌。重力塌放的能量立即加惰性核心的,使得同心的燃。只有太品的巨星,核心塌,直到密度足以使子的力抗拒重力才停止塌。一旦出情,核心便到流力平衡:子的力就足以平衡重力的力。核心的引力著在核心外的,使燃的速率比相同品的主序星更快速。反而使恒星更明亮(亮度可以增加1,000-10,000倍)且膨;膨的程度超光度的增加,造成有效度的下降。

恒星膨的外是流的,湍流接近燃域的物上升至恒星的表面,和表面的物混和。除了低品的矮星之外,所有恒星的燃依然深入在恒星部的一,所以流是恒星演化中首度使部由燃生的物能在表面上被到。在演化的段,果是很以捉摸的,最大的影是的同位素,始法到。碳氮氧圈出在表面的效果是降低了12C/13C的比率,且改了的比例。些都可以使用光在多演化中的恒星出。

著核心的被始被消耗,核心吸收的,使得核心一步的被,而致剩的以更快的速度燃。最致融合(其中包括3程)在核心燃。品比太略大一的恒星,可能需要耗十年或更的才能到引燃融合的度。

核心的度和力足以燃融合,如果核心是在子力的支下(恒星品低於1.4太品),生。品更大的恒星,相的更快燃燃。即使生,非常迅速放的能量(量大是108太能量)是很短的,所以可恒星的外相的不受到干。融合放的能量造成核心的膨,所以覆在核心外的融合速率,生的能量因而下降。恒星因而收,但是非完全朝向主序,而是在赫的水分支上移,半逐萎而表面的度增加。核心的束了巨星分支的演化。但是在演化出碳氧的核心始的燃之前,不移到更高的度。 些恒星通常是中到的群聚,在-光度中的集,比巨星但黯淡。品越大的恒星核也越大,沿著水分支移到更高的度,有些演成在不定(天琴座RR星)的不定星;有些得炙手可,可以在水分支上形成尾或。水分支的切型取於一些,像是金量、年、和的含量,但切的仍需要一步的比。


近巨星分支段

在一恒星耗了核心的之,融合在碳氧核心周炙的中行。恒星遵循赫上平行于原先的巨星,但是能量生的更快的近巨星分支演化(能持的也短)。然在中燃,但主要的能量是自更接近恒星表面的燃中生。燃滴入近中心的,期性的使向外出的能量急的增加。被,生在近巨星分支的段,有甚至在入後近分支段才生。依品和成,可能有次到百次的。

在近巨星分支的上升段,形成深入的流能和新的至表面,被二度疏浚,有一些恒星甚至可能有三度疏浚。在方法下形成星,非常低和非常的恒星,光中示出烈的。一被底燃的程可能在被疏浚到表面之前,特是在星簇中,些程之的交互作用定了察到的光度和光。

另一所周知的近巨星分支恒星是米拉星,的有著明的期性,十天到百天不等,且有大到10星等的亮度化(在可光,光度的化小了多)。在品越大的恒星,恒星得越明亮,而的期也越,致品的失增加,在可光的波上也得更加不透明。恒星在上是OH/IR星,在外的的上示OH射的活。比於星,一恒星然有富的,但者都是由疏浚造成的。

些中等品的恒星最抵近巨星分支的端,且仍在燃的中出燃料。他有足的品全面性的燃,所以再收,再一段後近巨星分支段,中心恒星生的烈星和行星星。然後,中心的恒星成白矮星;依恒星的型,被逐出的有比富的在恒星部造的重元素,尤其是富的。些在恒星周建立起被星周包的,允埃粒和分子的形成。自中央恒星的高外能量入,是些星周包形成射激的理想件。

一旦後近巨星分支的演化始,很可能也就始了,因而生了各式各不常和所知很少的恒星,像是被再生近巨星分支的恒星。些可能致端的水分支星(次矮B星)、欠缺的後近巨星分支星、可行星星的中心恒星、和北冕座R星。


大品恒星

大品恒星,在子力能取得之前,核心就已大到足以燃融合和的燃。因此,些恒星膨和冷,的亮度比低品恒星亮不了多少;然而,在始的段比低品恒星亮多,也比低品恒星形成的巨星明亮。些恒星不太可能在成超巨星之後活著,取而代之的是自己成II型超新星。

品特大的恒星(大超40倍太品),非常明亮和有著相高速的恒星。在膨成超巨星之前,因大的射力,向於先外面的,因而的品失也非常快,致在主序的段都持著表面的高(白的色)。因恒星的外被端大的射,因此恒星品的上限大在100-150太品。然品低的恒星通常不如此快的掉外,但如果是靠得近的星,膨而外被,伴星合;或是因的自快,流作用所有的物至表,造成底的混合,而有可以分的核心和外,都能避免成巨星或超巨星。

融合的基部得融合成的,核心成逐得更和更密集。在大品的恒星,子力本身不足以阻止重力崩,所以每一在核心被消耗掉的元素,一步被燃生成更重的元素融合之火,也都能的阻止重力崩。如果恒星的核心不是太重(品大低於1.4倍太品,考到在之前已生了多品的耗),也可以如前所述的品低恒星,形成一白矮星(外面可能有行星星包著),不同的是白矮星主要是由成。

品到某程度(估是2.5倍太品,且原本的品大是10倍太品),核心的度可以到光致破的度(大是1.1GK),有部分被破形成,而又立刻和的融合成;然後融合形成硫、矽和少量其他的元素。最後,度高到每一元素都有一部分被破的高,通常些元素放出立刻前元素融合的α粒子(核)。所以,有一些原子核能有效的重新合成量少且重的原子核,而因成外的片段所放出的能量多於打破母原子核消耗的能量,因此能量是增加的。

核心品太大不能形成白矮星,又未能到足以承受的恒星,在融合成更重的元素之前,就重力崩的程(因子捕)。子捕造成度增加或降低,都在重力崩之前成比原小的原子核(像是),可能在重力崩之前短的期能量的生造成重大的。可能其後的超新星所出的元素和同位素的度都有得注意的影。


超新星

一旦恒星核合成的程-56,原子必吸收能量才核聚,接下的程都消耗能量(碎片合成原子核所放出的能量小於母原子核碎所需要的能量)。如果核心的品大於德拉塞卡限,子力不足以支抗因品所生的重力,核心突然的生崩,性的崩形成中子星或黑洞(在核心的品超托曼-本海默-沃科夫限的情下)。然未完全解程,某些重力位能的使些核心崩形成IbIcII型超新星。只知道在核心崩,就像在超新星SN 1987A所到的,生巨大的微中子浪。端高能量的微中子破一些原子核,的一些能量消耗在出核子,包括中子,有一些能量成能和能,因而造成波一些自核心崩的物合造成反。在非常密的合物中生的子捕生了外的中子,有些反的物受到中子的,又了一些核子捕,造出一系列比重的元素,包括放射性物在(如下)。然,非爆炸性的巨星在早期的反和次反中放出的中子也能造出一定量比重的元素,但在反下生比重的元素度(特是,某一些同位素有些定或的同位素)超新星爆炸有著著的不同。我太系的重元素度者都不一,因此法的用超新星或巨星射解被察到的重元素和同位素的度。

核心崩移到反物的能量不生了重元素,提供了加速和所需要的逃逸速度,因而致IbIcII型超新星的生成。目前些能量移程的解仍不能令人意,然目前的比能IbIcII型超新星的能量移提供部分的解,但仍不能充分解到射出的物所的能量。分析中子星星(需要次相似的超新星)的道和品得的一些示,在上氧氖核心崩所生的超新星可能由核崩的超新星有所不同(除了大小之外有其他的不同)。

目前存在的品最大的恒星也在超新星爆炸中因能量超的重力束能而完全的被。罕的事件,致不定,事後不留下包括黑洞在的任何骸。在宇宙去的史中,有些恒星可能比存品最大的恒星要巨大,且在束生命可能由於光致立即塌成黑洞。


恒星骸

一恒星耗了供的燃料之後,依在生命期的品,的骸可以是下面三型之一。

白矮星和黑矮星

1太品的恒星,演化成白矮星之後的品大是0.6太品,被的近似地球的大小。白矮星是非常定的天,因向的重力是恒星的子生的力到平衡,是包立不相容原理致的果。子力提供了一相的限抵抗重力一步的;因此,定的化成,白矮星的品越大,反而越小。在有燃料可以燃的情下,恒星的量仍可以向外射十年。

白矮星在形成有著非常高的度,表面的度可以超100,000K的部更炙。在是太了,因此在存在的最初1,000年大部分的能量是以微中子的形式失去的,但大部分的能量是在之後的十年中流失。

白矮星的化成分取於的品。一太品的恒星,可以行融合和少量其他的元素,成主要成分是的白矮星。在失去足的品,使的品低於德拉塞卡限(下文),和燃不是非常猛烈的件下,使不至於成一超新星。一品的量太相同的恒星法燃融合,因此生成的白矮星主要由成,且因品太低,除非之後能增加品,否即法生重力崩(下文)。品低於0.5太品的恒星,燃都不能燃(前文),因此形成白矮星後的主要成分是

在最後,所有的白矮星骸都成冰冷且黑暗,通常被黑矮星的天。但是宇宙在不老,不足以生黑矮星天。


如果白矮星的品增加至超越德拉塞卡限,主要成分是、和/的白矮星,限是1.4太品,子力因子捕而失效,致恒星塌。取於化成分和核心的前塌度,核心可能塌成一中子星,或是因失控而引燃的燃。因需要高的度才能重新燃核心的燃料,所以品越重的元素越向於恒星塌;而因子被捕入些元素使核聚更容易被燃,因此核心度越高的越向失控的核聚再反,阻止核心的崩致Ia超新星的形成。即使大品恒星死亡的II型超新星放出的能量更多,但一型的超新星仍比II超新星亮多。能力的崩意味著不存在比1.4倍太品更大的白矮星(只有超高速自的白矮星可能例外,因其心力抵消了部分的品)。星之的品移可能生品超德拉塞卡限的白矮星,因而生不定的。

如果是在一白矮星和一普通的恒星成的密近星系中,自普通恒星的在白矮星周形成吸,因而使得白矮星的品增加,直到白矮星的度引失控的核反。但在白矮星的品未到德拉塞卡限之前,失控只形成新星。

File:Cartwheel.galaxy.arp.750pix.jpg

中子星

恒星的核心崩,力造成子捕,因而使得大多子都成中子。原本使原子核保持分的磁力都消失了(按比例,如果原子核的大小像小的灰,原子有如一足球的那大),恒星的核心就成只有中子的密球 (就像是巨大的原子核),那大多恒星的核心就成只有中子的密球(就像是一巨大的原子核),覆著薄薄的一物(主要是和其他後添加的物)。中子也遵循包立不相容原理,以似于子力但是更大的力,抗拒一步的。

恒星被中子星,有著高的密度,所以非常的小,大小不超一大城市,直只有10公里的量。的自期由於恒星烈的收而得很短(因角量守);察到的中子星自期1.5毫秒(每秒超600)到秒。著些恒星快速的自,每恒星的磁朝向地球,我就接收到一次的射。像的中子星被波霎,第一被的中子星就是型的。自波霎的磁波射,通常大部分是波,但也曾到波在可光、X射、和γ射波段的波霎。


黑洞

如果恒星的骸有足大的品,中子力不足以阻恒星塌至史瓦西半之下,恒星的骸就成黑洞。在不知道需要要多大的品才生情,而目前的估是在23太品之。

黑洞是相所的天。依古典的相法,有物或息能黑洞的部在外部的者,然量子效允的律生差。目前天文上的和理也都支持宇宙中存在著黑洞。

由於恒星由塌生超新星的制未被充分的解,也不知道不可的超新星爆炸,恒星是否能直接塌形成黑洞;是超新星爆炸之後要先形成不定的中子星,然後再塌成黑洞;最初的恒星品到最後的骸品之的性也不完全的可靠。要解些不定的,需要分析更多的超新星和超新星骸。

模型

恒星演化模型是一可以用算恒星演化段,其形成直到成骸的模型。恒星的品和化成是入的案,亮度和表面度是有的限制。模型所依的是物理上的公式,通常都假定是在流力平衡。然後泛的使用算,著的推移,恒星生的化。可以用定恒星在赫跨越演化的,以及其他性不段化的表。精的模型可以由物理性的比,以及所匹配的演化,用估恒星前的年。
 


台: 幻羽
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