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恒星的后归宿是什么(恒星的终状态)

导语:恒星的最终归宿是什么?是爆炸还是?那太阳会发生爆炸吗?

我们的太阳会爆炸吗?是否每一颗恒星最终都会变成超新星?黑洞是如何形成的?本文将带您探索隐藏在恒星背后的科学。

我们依靠太阳使地球保持舒适的温度,每天晚上我们上床睡觉的时候都相信第二天早上太阳会重新升起,阳光会照耀我们的每一天。然而,太阳不会永远存在,随着时间的流逝,太阳会怎么样呢?它会爆炸吗?它会在什么时候爆炸?

太阳是银河系中的3000亿个恒星之一,这些恒星都是由坍缩的气体产生的,当气体云由于自身的重力收缩或坍缩时,云中原子的移动空间越来越小。因此导致了云中的压强和温度的升高。

当压强足够高可以使氢气燃烧就会产生新的恒星或者是将氢原子转变为氦原子,在这个过程中产生的能量会以光子或光的形式释放。

光子运用自身的压强来抵抗恒星的引力(辐射压)从恒星的内核钻出来,以此来防止气体云的坍缩,当光子到达恒星表面并且释放时,恒星就开始发光了。宇宙中大多数恒星都是在氢燃烧的过程中产生的。

光子离开太阳后不是即刻到达地球,而是以光速移动到达地球,大概需要八分钟。如果一个坏蛋把一张巨大的耐热的毯子盖在太阳上,此刻就无法吃自己的三明治,也无法看我的文章了。

在100亿年或更长的时间之后,最终,恒星会消耗完它内核中的氢。到现在为止,太阳消耗了大约一半的氢,这就意味着我们的太阳有足够的燃料再存在45-50亿年。

红巨星

当一颗像太阳的恒星消耗完它的氢,恒星的核就会进入收缩阶段,内核的温度和压强会再次升高。

恒星也在内核周围的地层燃烧氢来加热恒星的最外层,这些加热的地层不断向外扩展,使整颗恒星膨胀,现在膨胀的恒星的表面温度更低,因为相同的热量分散在了更大的表面,因此恒星的表面变红了,在恒星演化阶段的恒星被称为红巨星,红巨星膨胀的外缘使其照片看起来模糊。

红巨星大约是太阳的20-100倍大小,当太阳达到红巨星阶段,它大的可以吞下水星和金星。天文学家并不认为未来红巨星会吞没地球或者是危险地逼近地球,但是无论是以上哪种方式,我们都不能再居住在地球上了。

同时红巨星的内核仍然在收缩,其温度和压强会变得很高,以至于恒星开始燃烧氦元素。有时氦元素的燃烧也会发生在叫做氦闪的能量爆发中。红巨星阶段仅仅持续大约十亿年或更少。

氦火花-恒星演化的一个很短的阶段

在燃烧氦产生碳后,恒星的剩余寿命就由恒星的初始质量决定,更多大质量的恒星会继续燃烧内核的元素,使内核不断收缩到下一个重元素开始聚变。大质量的恒星会顺着化学元素周期表的元素不断地发生聚变直到产生最重的铁元素,内核的聚变就不再需要吸收能量 。铁核是不稳定的,最终会导致一场巨大的迅速的爆炸,叫做超新星爆炸。

超新星产生的光比1000亿个恒星产生的光都亮。基于我们银河系中恒星的数量以及恒星的寿命考虑,我们预料在恒星到达铁核阶段之前,银河系中每100年都会发生一场超新星爆炸,你见证过吗?

小质量恒星比如太阳,将不会达到足够的温度继续燃烧超过氦的元素,在红巨星阶段,恒星的外层会膨胀然后被大风吹离,电离的气体形成了恒星周围漂亮的光环,这个光环叫做行星状星云,虽然它们和行星无关。

一旦氦燃料耗尽,我们的太阳就会变成白矮星,再也无法产生能量,白矮星十分致密,一勺量的白矮星有5.5吨重,和地球上一头大象的重量相当。尽管它们不能通过聚变产生能量,白矮星依然可以发出光,由内核产生的光子持续发射到白矮星的表面,这个过程会花费几千亿年的时间。最终白矮星消耗完能量,只剩下一个致密的黑核,也就是黑矮星,然而宇宙并没有140亿年的历史,所以现在没有恒星会变成黑矮星,如果白矮星处在一个双星系统中,换句话说就是白矮星和另一颗恒星绕着同一个中心运动。

那么白矮星依然有机会发生超新星的爆炸。如果一颗密度非常大的白矮星从附近恒星那里吸走了物质,那么白矮星最终的引力会超过它自己所能承受的。一颗白矮星所能承受的最大引力质量是太阳质量1.4倍,天文学家把这个极限叫做钱德拉塞卡极限。一旦白矮星的质量超过了这个极限,一些失控反应就会随着恒星物质的坍缩而产生,并最终导致一场巨大的超新星爆炸。

超新星对生命的存在十分重要,这里有两个原因。

如果没有超新星爆炸将其送入太空的话,恒星内核聚变的所有元素对我们没有任何用处。我们提到在化学周期表中超过铁的元素不能再恒星内部发生聚变,因为聚变反应是吸收能量而不是产生能量,比铁更重的元素是由其他原子高速碰撞产生,也是高能量超新星爆炸的副产物。就像著名的天文学家Carl Sagan说的那样:"我们是由恒星物质组成的。"

黑洞是如何产生的?

如果一颗恒星的质量足够大,超过了太阳质量的20倍,那么超新星爆炸后留下的内核就会形成一个黑洞。系。形成黑洞的恒星内核非常致密以至于没有光可以逃离黑洞。任何进入黑洞表面的东西都会永远陷入事件视界。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. quickanddirtytips-一个没有天赋的人- Sabrina Stierwalt

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