恆星演化的一般程序是怎樣的?

時間 2021-06-07 20:22:00

1樓:量子貓

地球的將來,地球它會越來越乾涸,但實際上地球的將來它的演化跟我們恆星,跟我們這樣乙個太陽緊密相關。

這一幅圖展現了我們地球的將來,從太陽系誕生至今,我們已經經歷了46億年演化到了今天,我們太陽已經步入了它的中年。

總的來說它的演化非常非常的平緩,但如果我們把這個時間長度,給它拉得更長一點呢?

太陽它會越來越大,它會越來越亮差不多30多億年之後,以後太陽它的越來越熱,會使我們地球上的海水會被燒開,經歷更長時間演化之後,我們太陽會演化成為紅巨星。在那個時刻,很有可能會熔化。

所以把這個時間跨度到足夠足夠的大,我們人類將來必須得面臨乙個問題,我們要脫離我們地球會尋找另外的乙個家園。

,主序後演化,以及它最後死亡這樣乙個過程。

我們剛剛提到太陽它在不斷的膨脹,在不斷的變熱在不斷的變亮那麼經歷了50億年的演化,太陽表面的溫度略微有所增長,它的亮度比開始增加了30%,它的半徑比早先也大上了10%

為什麼會產生這個變化呢?

這個原因主要是源自於,太陽內部的化學成分發生著變化,太陽在不斷的向外釋放著光和熱

太陽內部在它的核心,也在不斷的由四個氫轉變為氦四,釋放著能量,這樣乙個反應的進行會使得在太陽的核心自由粒子數密度會減少。

按照理想氣體克拉伯龍方程的要求會使得壓強減小,所以在核心區域,在自引力作用下就會收縮,引力做功會使得核心區域的溫度會有所增加,會使得核反應的速率會有所增加,從而會使得恆星在單位時間內,所釋放的能量增加,光度增加。

那麼光度增加之後,會對恆星外層的這個,包層的壓力會增加,會推著恆星往外膨脹。

所以這又造成,恆星它在主序階段的演化,它會越來越亮,也會越來越大

如果當恆星的核心,它的氫完完全全給消耗掉的時候,這顆恆星它就會急劇演化。

比方說恆星它就會進入到紅巨星支的演化階段,到紅巨星支的演化階段的時候,如果我們地球仍然存在,在那個時候,我們看到的太陽,就是乙個龐然大物掛在天空。

在那個時候會怎樣呢?

核心的氫燃燒已經耗光了,它核心已經沒有能源了,它外面會存在有氫的包層,那麼沒有能源,它會使得核區會不斷的往裡塌縮,核區往裡塌縮的同時,包層它會推著核區以外,氫的包層不斷地往外膨脹,會使得這樣紅巨星它的個頭,會越來越大。

這是恆星在主序之後的演化,在這裡我給出了這樣乙個,恆星演化的這樣乙個簡單的圖案。

當然這個簡單的圖案我們仍然取的是這樣乙個質量密度和溫度的這樣乙個雙對數圖,這個雙對數圖當中的任何乙個點我們用來表徵恆星它中心的這樣乙個質量密度和溫度的引數。

因為恆星演化它往往都是從中心開始,恆星中心所發生的變化,它會直接影響到,恆星它演化的這樣乙個程序。

所以我們要獲取有關恆星演化,它的簡單的圖案,我們要特別注意它中心物理條件,隨著時間的演化。

這個圖當中,除了給出了這樣乙個狀態方程,幾個佔主導的區域之外,我們還給出了一些從左下到右上的這樣一些平行線,它們對應的實際上是,不同質量的恆星它的核心的這樣乙個,密度和溫度的演化。

那麼對於有一部分恆星,它可以穿過我們圖當中,第一條這樣彎曲的線,也就是氫燃燒的階段,它可以演化到主序星。

還有一部分恆星它不僅僅可以燃燒到主序,還可以經歷主序階段,氫燃燒它還可以點燃氦燃燒,可以點燃更進一步,更重的核素的燃燒。

所以從這幅圖當中,我們可以把恆星它的演化過程,分為兩類

一類情況恆星演化,它是當它核心的溫度,不足以點燃更進一步,恆星的核反應的時候它就會終結,那麼這一部分恆星,它最終會演化成為白矮星。

它外圍會膨脹成為乙個行星狀星雲,還有一部分恆星它的演化,會一直不斷不斷的燒,它會點燃聚變反應,所有自發產能的所有核反應的過程,在恆星核心形成乙個鐵核。

那麼形成鐵核之後,那麼恆星它的核心就沒有能源了,通過光致裂解反應,會使得鐵核塌縮,像這種恆星,它最終會超新星爆發的形式,會終結它的演化。

所以說在這裡我們就給出了這樣,恆星演化的圖案,所以恆星的結局會怎樣,它是由恆星的質量所決定的。

對於質量小於八個太陽質量的恆星,它最終會演化成為白矮星,對於質量大過12個太陽質量的恆星,它最終會經歷超新星爆發,中間會殘留下來中子星,黑洞這樣的天體

2樓:yang元祐

恆星演化伴隨著恆星的整個生命週期。依據恆星的質量,它的壽命從幾百萬年(最大質量)到萬億年(最小質量)。所有的恆星都誕生於氣體和塵埃雲的塌縮,通常被稱為星雲或分子雲。

在數百萬年的過程中,這些原恆星慢慢穩定到平衡狀態,成為主序星。之後的演化主要依賴於恆星的質量和元素豐度。

恆星在一生的演化中總是試圖處於穩定狀態(流體靜力學平衡和熱平衡)。當恆星無法產生足夠多的能量時,它們就無法維持熱平衡和流體靜力學平衡,於是開始演化。

恆星的一生就是一部和引力鬥爭的歷史!

不同質量恆星的壽命

恆星的一生

不同質量恆星的演化方式

1. 低質量(2.25倍太陽質量以下)恆星的演化

低質量恆星的一生

2. 較高質量(>=2.25太陽質量)恆星演化

與低質量恆星演化的主要區別

恆星內部的H燃燒通過CNO迴圈進行,內部溫度更高,輻射壓對維持恆星的力學平衡起更大的作用,主序壽命更短。

He核不再是簡併的,C和更重元素的燃燒可以進行。

核心區核反應產生的能量主要以對流的方式向外傳遞。

2.1 中等質量恆星演化(下圖黃線)

2.2 高質量恆星演化

演化表現 :

O型星→藍超巨星→黃超巨星→紅超巨星→超新星

恆星內部物理過程

:核心H枯竭→殼層H燃燒

→核心He燃燒→核心He枯竭

→殼層He和H燃燒

→核心C燃燒→核心C枯竭

→殼層C、He和H燃燒

→O, Ne, Si燃燒 …→Fe核

隨著核心核反應的進行,最終會形成洋蔥狀的結構,當核心的Fe核不斷積累,核心核反應終止,伴隨著猛烈的核塌縮。達到一定條件將發生II型超新星爆發→最終生成中子星。

2.3 特大質量恆星演化

演化過程

O型星→藍超巨星→(紅超巨星)→WR星→Ib/Ic型超新星 + 中子星/黑洞

特大質量恆星的一生

不同質量的恆星的命運

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