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恒星质量越大寿命越短?

[2015-07-17] 作者:世界未解之迷网 阅读量: 分享到_微信朋友圈:

  像我们太阳这样一颗恒星,其寿命大约为100亿年。而质量为太阳10倍得恒星,在数千万年的时间内就可以燃烧殆尽!为什么呢?

  一· 恒星质量越大、核聚变反应越旺盛、寿命越短!

  一般恒星的质量越大寿命越短,主要是由于质量越大、恒星核燃料燃烧越旺盛!。比如太阳的寿命为100亿年。作为比较,半人马座比邻星,视星等只有11等,直径只有太阳的七分之一,亮度只有太阳的千分之一,表面温度只有太阳的三分之一,仅2000度,但是它的寿命却达到太阳的7倍,寿命长达700多亿年。据估计,寿命最长的恒星寿命可以达到1500亿年,而在银河系的另一端,有一颗名叫“手枪星”的恒星,直径达到太阳的2000倍,表面温度约65000度,辐射的能量达到太阳的3000万倍,估计该恒星的寿命不过1000万年。

不同种类恒星的大小比较

  过去的理论认为,质量大于100倍太阳的恒星,会将其附近的宇宙尘埃汽化掉,而使自身成为一个无尘埃外层的茧状物,留在茧状物内的气体发出的红外辐射又会进一步清除周围大范围的尘埃,气体也随尘埃跑掉。这一过程限制了原恒星收集、吸引周围物质的数量。因此,一颗质量超过100倍太阳质量的恒星,要么一旦形成就自行毁灭,要么就根本不能形成恒星,如此看来,恒星质量的上限100倍太阳质量已经不成问题。

  二· 宇宙中恒星能有多大?能有多重?

  太阳巨大而明亮,它的直径是地球的110倍, 体积是地球的130万倍。太阳是最大的恒星吗?显然不是。晚上可见的最亮的恒星是天狼星,他的直径比太阳大两倍。牧夫星座的大角阿拉法星的直径是太阳的24倍;金牛星座的毕宿五阿拉法星更大,它的直径是太阳的46倍,猎户星座的参宿七贝塔星的直径也有太阳的77倍多。天蝎星座的心宿二阿拉法星可谓是巨星,它的直径是太阳的650多倍;猎户星座参宿四阿拉法星比心宿二阿拉法星还要大1.5倍。仙王星座VV星, 直径比太阳大1600倍。太阳在宇宙中是如此渺小!

不同种类恒星的大小比较

  在光度、体积、密度等方面相差极大,甚至可以差到几亿倍;但不同的恒星唯独在质量方面相差很小,最多只相差几百倍。这是恒星性质的一个非常引人注目的特点。

  三· “核聚变”驱动了宇宙中的恒星熠熠生辉!

  核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。

太阳核心发生的质子-质子反应示意图

  1939年,在一篇名为《恒星能量的产生》的论文中,汉斯·贝特分析了氢融合成氦的可能过程,核聚变反应产生的能量能持续维持恒星内部的高热。霍伊尔继续在1954年以巨著导出进阶的融合步骤,指出恒星如何合成从碳至铁的元素。

  结语· 生命来自初代恒星的灰烬

  像我们太阳这样一颗恒星,其寿命大约为100亿年。而质量为太阳10倍得恒星,在数千万年的时间内就可以燃烧殆尽!

  这主要是由于质量越大的恒星,核聚变反应越剧烈,从而寿命越短。在宇宙演化的早期,大质量的恒星比比皆是,但很快就燃烧殆尽,其灰烬形成了下一代恒星和行星,以及生命。

    

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