恒星的演化规律

在整个宇宙演变过程中,有大量的恒星诞生和死亡。

恒星的演化规律

最早的宇宙充满宇宙尘埃,宇宙尘埃聚集,逐渐构成形成恒星和星系的原始状态-星云。星云的质量与恒星差不多,但是体积却要大成千上万倍。经过聚集的恒星逐渐向恒星演化。

星云由于中心收缩而大大加热,温度可以达到1000万摄氏度,同时,由于星云体积十分巨大,万有引力作用下,星云当中的氢原子形成核聚变反应,释放出大量的能量。恒星内部有无数个巨大氢弹爆炸,内部能量也占主导地位,这个时候的恒星就不再收缩,它失去的能量靠内部的核反应补充。壮年的恒星形成了。
壮年恒星非常稳定和活跃。太阳目前就是一颗壮年恒星。内部不断进行核聚变反应,产生能量,向外辐射热量和光,我们的地球才阳光普照,生机盎然。

壮年恒星内部的核反应会逐渐把内部的氢消耗完,所有的氢会转化为氦,维持恒星稳定的核反应结束,星体会继续收缩。

收缩过程中,恒星内部温度会继续升高,同时,恒星表面的大量气体由于失去核心的束缚而膨胀,表面温度降低。

这个阶段恒星内部温度可以达到一亿摄氏度,氦原子会转化为碳原子,再度释放出巨大的能量,从而抵御恒星向内塌陷,恒星再一次稳定下来。这个时候恒星就称为红巨星。

红巨星后期,内部的氦也燃烧完了。内部温度可以达到6亿摄氏度,碳原子开始核反应,转化为氧和镁等元素;

温度超过20亿摄氏度,氧转化为氖、硫等元素;
温度到40亿摄氏度的时候,全部转化为铁;
温度达到60亿摄氏度,不能再进行核反应了。

内部压力不能抵抗引力收缩,恒星就塌陷,密度增大,这个时候电子之间的斥力出现了。阻止恒星继续塌陷。恒星再一次稳定下来,成为白矮星。

质量巨大的恒星由于引力大,塌陷收缩非常迅猛,剧烈的坍塌使得内核被压缩到超高状态,核反应得以继续以形成更大的元素。

同时,向外发出强烈的冲击波,使恒星的外层物质猛然向星际抛射,导致超新星爆发。
超新星爆发后,恒星内部的电子全部压缩到原子核里面,反应形成中子,这个时候恒星的全部物质是中子构成,形成中子星。内部又一次产生斥力,抵抗引力塌陷。

当中子星进一步坍塌,使得其内部光都不能逃逸出来的时候,黑洞就形成了。太阳最终会变成一个半径大约3公里的黑洞。

并不是每个恒星都会完整地经历这6个生命阶段。每个恒星的最终结局与其自身质量大小有关,有的恒星演变到白矮星就结束了演化,有的演化到中子星结束,质量足够大的恒星最终就是形成黑洞。

对于恒星的诞生与演变,人们一直持续进行研究,先后发现了很多惊人的事实,如黑洞存在、暗物质、暗能量等。但在宇宙的演化过程中依然存在着许多未解之谜,如暗物质的组成和本质、黑洞的形成机制等,这些都是未来科学家需要继续研究的重要课题。

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