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恒星是怎樣誕生的?僅銀河系就有2000億顆恒星,它們最終歸宿在哪
2023/04/04

 

恒星到底可以有多大?人類從地球上去看天上的星云,覺得它們渺小并遙遠。在這浪漫的背后,人類對于恒星的了解究竟又有多少呢?它們到底是從何而來,又會如何走向終結?

恒星點點

恒星的質量可不渺小,距離地球最近的恒星是太陽。

但是它的體積卻能同時容納130萬個地球,而地球的質量又是太陽的1/33萬。所以人類站在地球上去遙望距離我們最近的恒星也就是太陽時,可不能再用渺小來形容它了。

但是你知道嗎?太陽只是銀河系中的一部分。科學家已經證實,在浩瀚的宇宙中,僅僅只是銀河系中的恒星也都超過了2,000億顆以上。

人類在晴朗的天氣可以遙望夜空,覺得星辰閃爍在遠方是非常浪漫的景象。但科學家卻說,這些浪漫的背后蘊含著無窮的力量。

也正是因為在整個宇宙中,恒星分布廣泛且數量龐大。它們的存在締造了世間的繁華,其中也包括地球上的萬物能夠出現也和這些元素有關。

恒星的體積與質量都很龐大,很多人可能沒辦法理解。

我們就拿太陽做參照物,宇宙中目前被科學家所發現的體積龐大的恒星就包括海山二和大犬座vy,前者的體積遠大于太陽的500萬倍。

后者的體積更夸張,是太陽的80億倍。這麼一對比起來,你是否會感覺地球顯得更加渺小?

宇宙中的恒星,它們并不是統一生產,自然會在體積和質量方面有所差異。這就像是同一個母親,即便生出了雙胞胎,但每個人之間都還有自己的個性。

而這些恒星的形成,其原因和方式都是一樣的。

它們來自同一個母親,被孕育的方式也都是由氣體塵埃組成。所以才會有科學家說恒星是從星云中誕生的,等到它們生命終結時又會化成星云。

這聽上去像是一個循環的過程,那麼恒星究竟是如何從星云中誕生,又會如何走向終結呢?

恒星的演化機制分為三個大的階段,這就相當于是人的童年、中年和老年三個階段的意思一樣。 其演化機制分別為主序前,主序演化和主序后。

它們的主序前也就是恒星起源的階段,國際上有很多物理學家和天文學家,都提出了恒星的起源來自于星云,也就是所謂的星云學說。

星云學說

最早提出該理論的科學家有康德和拉普拉斯,在近代也有一位英國天文學家詹姆斯,它依據位力定理,進一步加強了星云學說的力度。

它們共同認為星云在星際物質高度集中的地方形成,會受到引力的作用出現一系列釋放能量的現象。

這個階段就包括超新星的爆發,它們自己也能釋放出眾多能量,等到這些星際物質被滿足一定條件后,物質間的引力就會發生主導反應。

這時星際物質也會向內坍塌,接著就演變成了密度很大的星云。但是由于受到物理反應的作用,這些星云可不是靜止的,它們會慢慢地運動,有時候也會分裂成若干的小團塊。

當分裂有個臨界值,也就是最小的團塊質量達到了0:08~150太陽質量的時候,這些團塊才會逐漸停止分裂,并通過能量的聚集使密度加強,而且還會愈發的聚攏。

那麼在強大的引力作用下,這些星際團塊自身就會發生熱核反應,于是恒星就處在了高度的內部壓強環境下。

它們不再向內坍塌,反而會因為熱核反應得到了更多的能量。這時恒星就慢慢地被孕育出來,所以你看那些星際塵埃在視覺上顯得十分浪漫。

但在科學家眼里,它們統稱為分子云,這一物質是恒星的孵化所。

如果把恒星看成是一個白白胖胖的胎兒,它在媽媽肚子里需要得到營養,那麼分子云就相當于是母親給孩子的子宮。

分子云里面有大量且充足的氣體,而且還有很多的星際塵埃,這就相當于是給恒星被孵化前提供了源源不斷的能量。

當分子云里的星際塵埃吸收到了自己所處環境內的高能分子后,它們就得到了一些自我保護的力量。

比如說這時它們能免受攻擊,避免被攻擊后破碎。接下來分子云就產生大量的物理和化學反應,而這些星際塵埃在反應過后所積累的化學元素也變得越來越多。

那麼恒星在這時被孕育,它能夠得到的營養也就變得很充足。接下來的任務就交給時間,一顆恒星就快誕生了。

但是在宇宙中會有不同質量的恒星,那麼科學家又是對于這些恒星如何定義的呢?

按照質量來看,大于太陽質量8倍的被統稱為大質量恒星。小于太陽質量三倍的被統稱為小質量恒星,處在中間的就是中等質量恒星。

恒星誕生后,就慢慢從童年進入了青壯年,這時候恒星會顯得生命力非常磅礴。它會穩定地燃燒下去,因為宇宙中的每顆恒星都不一樣,它們的質量也有所差異。所以有些恒星可能會燃燒幾十億年,甚至上百億年都可能。

畢竟它通過自己的內核反應,可以源源不斷地提供給自己能量,這也給其它圍繞在該恒星周邊的天體提供了營養。

這像是一代代的傳承,也像是環環相扣的故事情節。它們顯得零散卻又統一,浪漫但又現實。

循環往復

經歷了童年和壯年,恒星也必將會走進晚年。它來自于星云,也終將回歸于星塵。

太陽的燃料始會消耗殆盡,這時它的生命就會走向終結。據科學家的預算,太陽會在4億年后,因為將內核中含有的大量氫元素逐漸耗盡了,它內部的聚變沒有能量提供補給,因此反應效率變慢。

而太陽周邊所給它施加的壓力和自身的引力,于是太陽會處在不穩定狀態下,首先體積會慢慢膨脹。

時間讓太陽最終變成了一顆紅巨星,它雖然還能依舊發出淡淡的光和熱。

但那時的太陽生命顯得非常微弱,而且胃口還特別好,它會逐漸吞噬掉靠近自己的一切天體,比如說地球,在那時也會被老年化的紅巨星一口吞掉。

可紅巨星階段并不是太陽生命終結的最終方式,由于其核心在發生新一輪的核聚變,它就逐漸變成了一顆碳球,不僅無法釋放出新的能量,而且它自身也會承受不住壓力開始向內瓦解。

它自身所攜帶的龐大物質也會逐漸地拋灑開來,那些從紅巨星身上分離開來的物質就變成了體積和質量更小的星云。

這個拋灑的過程結束后,太陽也從紅巨星過渡成白矮星。

1925年物理學家保利提出新的假設,說原子中的電子沒辦法有相同的運動狀態。他以此論點加以實踐和討論,最后又得出新的結論,稱恒星的結局也有可能是簡并壓力的體現。

比如說太陽最后進化成白矮星,之后也有可能會變成中子星。

而中子與中子緊緊地壓在一起后,它還會產生新一輪壓力。這使它自身的壓力不斷地增大,等到它自己承受不了時便會被肢解,也就是所謂的天體爆炸。

而恒星的誕生和終結,簡單來說就是和星云有著密切的聯系。

它就像是人們在沙灘上堆起了一個城堡,如果有一天這個由沙子堆出來的城堡向內坍塌了,它最終還是會變成一灘沙子。

這就是恒星從星云中誕生,又最終走向終結的本質。

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