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恒星的一生

更新時(shí)間:2016/7/13 16:46:00  手機(jī)版

  恒星:

  是由熾熱氣體組成的,是能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體。由于恒星離我們太遠(yuǎn),不借助于特殊工具和方法,很難發(fā)現(xiàn)它們?cè)谔焐系奈恢米兓,因此古代人把它們認(rèn)為是固定不動(dòng)的星體。我們所處的太陽(yáng)系的主星太陽(yáng)就是一顆恒星。

  恒星一生的歷程:

  以太陽(yáng)為例:

  原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → 白矮星 → 黑矮星。

  質(zhì)量小于0.08倍太陽(yáng)質(zhì)量:

  原恒星 → 褐矮星

  大于1.44倍太陽(yáng)質(zhì)量:

  原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → (超)新星 → 中子星(行星狀星云)→ 黑矮星

  大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量:

  原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → 紅超巨星 → 脈動(dòng)變星 → 超新星 → 黑洞/中子星 → 黑洞蒸發(fā)/黑矮星

  大于120倍太陽(yáng)質(zhì)量:

  核聚變過(guò)于劇烈,極不穩(wěn)定,易解體

  恒星的特征:

  恒星的一切幾乎都取決于它最初的質(zhì)量,包括本質(zhì)特征,例如光度和大小,還有演變、壽命和最終的命運(yùn)。

  年齡:

  多數(shù)恒星的年齡在10億至100億歲之間,有些恒星甚至接近觀測(cè)到的宇宙年齡—137億歲。目前發(fā)現(xiàn)最老的恒星估計(jì)的年齡是136億歲。

  質(zhì)量越大的恒星,壽命通常越短暫,主要是因?yàn)橘|(zhì)量越大的恒星核心的壓力也越高,造成燃燒氫的速度也越快。許多大質(zhì)量的恒星平均只有一百萬(wàn)年的壽命,但質(zhì)量最輕的恒星(紅矮星)以很慢的速率燃燒它們的燃料,壽命至少有一兆年。

  直徑:

  由于和地球的距離遙遠(yuǎn),除了太陽(yáng)之外的所有恒星在肉眼看來(lái)都只是夜空中的一個(gè)光點(diǎn),并且它們進(jìn)入到地球的光受到大氣層的擾動(dòng),在人眼中看到就是恒星在“閃爍”。太陽(yáng)也是恒星,但因?yàn)楹芸拷厍蛩圆粌H看起來(lái)呈現(xiàn)圓盤狀,還提供了白天的光線。除了太陽(yáng)之外,看起來(lái)最大的恒星是劍魚座R,它的是直徑是0.057角秒。

  我們對(duì)恒星的了解大多數(shù)來(lái)自理論的模型和模擬,而這些理論只是建立在恒星光譜和直徑的測(cè)量上。除了太陽(yáng)之外,首顆被測(cè)量出直徑的恒星是參宿四,是由亞伯特·亞伯拉罕·米歇爾森在1921年使用威爾遜山天文臺(tái)100吋的胡克望遠(yuǎn)鏡完成(約450個(gè)太陽(yáng)直徑)。

  對(duì)地基的望遠(yuǎn)鏡而言,絕大多數(shù)的恒星盤面都太小而無(wú)法察覺(jué)其角直徑,因此要使用干涉儀望遠(yuǎn)鏡才能獲得這些恒星的影像。另一種測(cè)量恒星角直徑的技術(shù)是掩星:這種技術(shù)精確的測(cè)量被月球掩蔽時(shí)光度減弱的過(guò)程(或再出現(xiàn)時(shí)光度回升的過(guò)程),依此可以計(jì)算出恒星的視直徑。

  恒星的尺寸,從小到只有20公里到40公里的中子星,到像獵戶座參宿四的超巨星,直徑是太陽(yáng)的650倍,大約9億公里,但是密度比太陽(yáng)低很多。目前觀測(cè)到的體積最大恒星是大犬座VY星,體積約為太陽(yáng)的10億倍。

  距離:

  離地球最近的恒星是太陽(yáng)。其次是處于半人馬座的比鄰星,它發(fā)出的光到達(dá)地球需要4.22年。

  恒星的星等相差很大,這里面固然有恒星本身發(fā)光強(qiáng)弱的原因,但是離開(kāi)我們距離的遠(yuǎn)近也起著顯著的作用。測(cè)定恒星距離最基本的方法是三角視差法,此法主要用于測(cè)量較近的恒星距離,過(guò)程如下,先測(cè)得地球軌道半長(zhǎng)徑在恒星處的張角(叫作周年視差),再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算,即可求出恒星的距離。這是測(cè)定距離最直接的方法。在十六世紀(jì)哥白尼公布了他的日心說(shuō)以后,許多天文學(xué)家試圖測(cè)定恒星的距離,但都由于它們的數(shù)值很小以及當(dāng)時(shí)的觀測(cè)精度不高而沒(méi)有成功。直到十九世紀(jì)三十年代后半期,才取得成功。

  然而對(duì)大多數(shù)恒星說(shuō)來(lái),這個(gè)張角太小,無(wú)法測(cè)準(zhǔn)。所以測(cè)定恒星距離常使用一些間接的方法,如分光視差法、星團(tuán)視差法、統(tǒng)計(jì)視差法以及由造父變星的周光關(guān)系確定視差,等等。這些間接的方法都是以三角視差法為基礎(chǔ)的。自二十世紀(jì)二十年代以后,許多天文學(xué)家開(kāi)展這方面的工作,到二十世紀(jì)九十年代初,已有8000多顆恒星的距離被用照相方法測(cè)定。在二十世紀(jì)九十年代中期,依靠“依巴谷”衛(wèi)星進(jìn)行的空間天體測(cè)量獲得成功,在大約三年的時(shí)間里,以非常高的準(zhǔn)確度測(cè)定了10萬(wàn)顆恒星的距離。

  恒星的距離,若用千米表示,數(shù)字實(shí)在太大,為使用方便,通常采用光年作為單位。1光年是光在一年中通過(guò)的距離。真空中的光速是每秒30萬(wàn)千米,乘一年的秒數(shù),得到1光年約等于9.46萬(wàn)億公里。

  恒星不永恒

  新恒星的誕生

  當(dāng)超新星爆炸時(shí),會(huì)把大部分物質(zhì)散落到太空中去,這些物質(zhì)不僅會(huì)有原先在恒星外層的氫和氦,還有碳、氧、硅、鐵等重元素,在這些物質(zhì)特別密集的區(qū)域就會(huì)分別成群地凝聚出新一代恒星,它們類似太陽(yáng)或比太陽(yáng)含重元素更多。我們的太陽(yáng)是這些恒星中的一顆,它們被叫做第二代星。星云是構(gòu)成恒星的原料,而恒星向空間拋射的物質(zhì)也成為星云的一部分原料

  恒星的生命歷程

  1、恒星也有自己的生命史:

  它們從誕生、成長(zhǎng)到衰老,最終走向死亡。它們大小不同,色彩各異,演化的歷程也不盡相同。恒星與生命的聯(lián)系不僅表現(xiàn)在它提供了光和熱。實(shí)際上構(gòu)成行星和生命物質(zhì)的重原子就是在某些恒星生命結(jié)束時(shí)發(fā)生的爆發(fā)過(guò)程中創(chuàng)造出來(lái)的。

  2、恒星的壽命:

  決定恒星壽命的因素只有一個(gè)——質(zhì)量!

  質(zhì)量愈大,壽命愈短!

  太陽(yáng)可活一百億年,而天狼星的壽命卻只有幾百萬(wàn)年。按比例來(lái)看,如果太陽(yáng)可活七十歲,天狼星只能活三天!

  3恒星的死亡:

 、傩≠|(zhì)量恒星 :紅巨星的外殼慢慢消散→中心的核壓縮成為→白矮星白矮星冷涼了,就成了黑矮星→小一點(diǎn)的恒星,默默的死去。

  ②大質(zhì)量恒星:一系列核反應(yīng)后,他們呈現(xiàn)洋蔥結(jié)構(gòu)→沒(méi)有了能量抵抗引力,超新星爆發(fā)→外層被炸飛,剩下的核被壓縮<中子星(10億噸/cm3)/黑洞 >→大一點(diǎn)的恒星,光輝的尾聲。

  天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的各種恒星

  恒星的一生

  恒星的命名

  東方:

  每一顆恒星都要給它取一個(gè)名字,才能夠便于研究和識(shí)別。中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代起已命名肉眼能辨別到的恒星或是以它所在星官命名,如天關(guān)星、北河二等;或是根椐傳說(shuō)命名,例如織女星(織女一)、牛郎星(河鼓二)、老人星等;或根據(jù)二十八宿排列順序命名,例如心宿二等,構(gòu)成一個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)莫?dú)立體系。

  中國(guó):

  每一顆恒星都要給它取一個(gè)獨(dú)特的名字,才能夠便于研究和識(shí)別。中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代起已命名肉眼能辨別到的恒星或是以它所在星官(包括三垣以及二十八宿)命名,如天關(guān)星、北河二、心宿二等;或是根據(jù)傳說(shuō)命名,例如織女星(織女一)、牛郎星(河鼓二)、老人星等,構(gòu)成一個(gè)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)莫?dú)立體系。

  西方:

  星座的概念在巴比倫時(shí)期就已經(jīng)存在,古代的觀星人將哪些比較顯著的恒星和自然或神話等特定的景物結(jié)合,想像成不同的形狀。位于黃道帶上的12個(gè)星座就成了占星學(xué)的依據(jù),許多明顯的單獨(dú)恒星也被賦予專屬的名字,特別是以阿拉伯文和拉丁文標(biāo)示的名稱。

  而且有些星座和太陽(yáng)還有它們自己整體的神話 ,它們被認(rèn)為是亡者或神的靈魂,例如大陵五就代表著蛇發(fā)女怪梅杜莎。

  到了古希臘,已經(jīng)知道有些星星是行星(意思是“漫游者”),代表著各式各樣重要的神祇,這些行星的名字是水星、金星、火星、木星、和土星(天王星和海王星雖然也是希臘和羅馬神話中的神祇,但是它們的光度暗淡,因此古代人并未發(fā)現(xiàn),它們的名字是后來(lái)才由天文學(xué)家命名的。)。

  大約在1600年代,星座的名稱、范圍以及恒星的名字還是由各個(gè)地區(qū)自己命名的。1603年,德國(guó)天文學(xué)家約翰·拜耳創(chuàng)造了以希臘字母序列與星座結(jié)合的拜耳命名法,為星座內(nèi)的每一顆恒星命名。然后英國(guó)天文學(xué)家約翰·佛蘭斯蒂德發(fā)明出了數(shù)字系統(tǒng)的命名法,這就是佛蘭斯蒂德命名法。從此以后許多其他的系統(tǒng)的星表都被創(chuàng)造出來(lái)。

  西方方面,1603年德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家拜耳建議將每個(gè)星座中的恒星按照從亮到暗的順序,以該星座的名稱加上一個(gè)希臘字母順序表示。例如獵戶座α(參宿四)、獵戶座β(參宿七)(但事實(shí)上獵戶座β比獵戶座α還要亮)。如果某個(gè)星座的恒星數(shù)目超過(guò)24個(gè)希臘字母,則接續(xù)采用小寫的拉丁字母(a,b,c...),仍不足再使用大寫拉丁字母(A,B,C...)。

  英國(guó)首任的天文臺(tái)長(zhǎng)佛蘭斯蒂德創(chuàng)立了數(shù)字命名法,將星座內(nèi)肉眼可見(jiàn)的恒星由西向東、由北向南依序編號(hào)。

  其他:

  科學(xué)界唯一認(rèn)可能夠?yàn)楹阈腔蛱祗w命名的機(jī)構(gòu)是國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)。很多的私人公司(例如:“International Star Registry”)以販?zhǔn)酆阈堑拿譃橹鳎浅速?gòu)買者以外,這些名字既不會(huì)被科學(xué)界認(rèn)可,也沒(méi)有人會(huì)使用這個(gè)名字,并且有許多組織假稱為天文機(jī)構(gòu)進(jìn)行詐欺,騙取無(wú)知的民眾購(gòu)買星星的名字

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