星云中的致密区域是怎么形成的

发布时间: 2021-04-06 22:11:54 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 88

恒星的一生是怎样形成的??如题我们首先来看恒星的一生:,恒星的诞生,在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。它...

星云中的致密区域是怎么形成的

恒星的一生是怎样形成的??

如题
我们首先来看恒星的一生:
恒星的诞生
在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10~100K,密度约10-24~10-23g/cm3,相当于1cm3中有1~10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的,通常是成块地出现,形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢,处于电中性或电离态,其余约?是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子,如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多,那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下,星云会向内收缩并分裂成较小的团块,经过多次的分裂和收缩,逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时,一颗新恒星就诞生了。'
主序星
恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段。处于主序阶段的恒星称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期,恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。这是一个相对稳定的阶段,向外膨胀和向内收缩的两种力大致平衡,恒星基本上不收缩也不膨胀。恒星停留在主序阶段的时间随着质量的不同而相差很多。质量越大,光度越大,能量消耗也越快,停留在主序阶段的时间就越短。例如:质量等于太阳质量的15倍、5倍、1倍、0.2倍的恒星,处于主序阶段的时间分别为一千万年、七千万年、一百亿年和一万亿年。
目前的太阳也是一颗主序星。太阳现在的年龄为46亿多年,它的主序阶段已过去了约一半的时间,还要50亿年才会转到另一个演化阶段。与其他恒星相比,太阳的质量、温度和光度都大概居中,是一颗相当典型的主序星。主序星的很多性质可以从研究太阳得出,恒星研究的某些结果也可以用来了解太阳的某些性质。
红巨星与红超巨星
当恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦构成的核球之后,氢聚变的热核反应就无法在中心区继续。这时引力重压没有辐射压来平衡,星体中心区就要被压缩,温度会急剧上升。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合气体受热达到引发氢聚变的温度,热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大,氢燃烧层也跟着向外扩展,使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。转化期间,氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多,但星体表面温度不仅不升高反而会下降。其原因在于:外层膨胀后受到的内聚引力减小,即使温度降低,其膨胀压力仍然可抗衡或超过引力,此时星体半径和表面积增大的程度超过产能率的增长,因此总光度虽可能增长,表面温度却会下降。质量高于4倍太阳质量的大恒星在氦核外重新引发氢聚变时,核外放出来的能量未明显增加,但半径却增大了好多倍,因此表面温度由几万开降到三、四千开,成为红超巨星。质量低于4倍太阳质量的中小恒星进入红巨星阶段时表面温度下降,光度却急剧增加,这是因为它们外层膨胀所耗费的能量较少而产能较多。

预计太阳在红巨星阶段将大约停留10亿年时间,光度将升高到今天的好几十倍。到那时侯,地面的温度将升高到今天的两三倍,北温带夏季最高温度将接近100℃。
大质量恒星的死亡
大质量恒星经过一系列核反应后,形成重元素在内、轻元素在外的洋葱状结构,其核心主要由铁核构成。此后的核反应无法提供恒星的能源,铁核开始向内坍塌,而外层星体则被炸裂向外抛射。爆发时光度可能突增到太阳光度的上百亿倍,甚至达到整个银河系的总光度,这种爆发叫做超新星爆发。超新星爆发后,恒星的外层解体为向外膨胀的星云,中心遗留一颗高密天体。
金牛座里著名的蟹状星云就是公元1054年超新星爆发的遗迹。超新星爆发的时间虽短不及1秒,瞬时温度却高达万亿K,其影响更是巨大。超新星爆发对于星际物质的化学成分有关键影响,这些物质又是建造下一代恒星的原材料。

超新星爆发时,爆发与坍塌同时进行,坍塌作用使核心处的物质压缩得更为密实。理论分析证明,电子简并态不足以抗住大坍塌和大爆炸的异常高压,处在这么巨大压力下的物质,电子都被挤压到与质子结合成为中子简并态,密度达到10亿吨/立方厘米。由这种物质构成的天体叫做中子星。一颗与太阳质量相同的中子星半径只有大约10千米。

从理论上推算,中子星也有质量上限,最大不能超过大约3倍太阳质量。如果在超新星爆发后核心剩余物质还超过大约3倍太阳质量,中子简并态也抗不住所受的压力,只能继续坍缩下去。最后这团物质收缩到很小的时候,在它附近的引力就大到足以使运动最快的光子也无法摆脱它的束缚。因为光速是现知任何物质运动速度的极限,连光子都无法摆脱的天体必然能束缚住任何物质,所以这个天体不可能向外界发出任何信息,而且外界对它探测所用的任何媒介包括光子在内,一贴近它就不可避免地被它吸进去。它本身不发光并吞下包括辐射在内的一切物质,就象一个漆黑的无底洞,所以这种特殊的天体就被称为黑洞。黑洞有很多奇特的性质,对黑洞的研究在当代天文学及物理学中有重大的意义。

科学家发现,在木星和土星的表面散放出来的能量比它们所吸收的能量要多,这就意味着木星和土星也可以发光,只是它们发出的是远红外线而不是可见光而已。
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星星是怎么形成的

个人认为.
在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质,主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10~100K,密度约10-24~10-23g/cm3,相当于1cm3中有1~10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的,通常是成块地出现,形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢,处于电中性或电离态,其余约?是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子,如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多,那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下,星云会向内收缩并分裂成较小的团块,经过多次的分裂和收缩,逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时,一颗新恒星就诞生了。

什么是星云?如何形成的?

星云就是指从地球看去,深空中有一片类似地球大气中的“云”状物质。实际则在“星”这个字中体现出来,这一片是恒星的诞生区域。星云是由尘埃、氢、氦和其他电离气体构成的星际云。
星云是由宇宙中的小行星,彗星聚集在一起组成的。
是一种云,类似地球天空中的云。星云是由尘埃、氢、氦和其他电离气体构成的星际云。

星云,顾名思义,它是一种“云”,类似地球天空中的“云”。这里的星云指的就是从地球看去,深空中有一片类似地球大气中的“云”状物质。实际则在“星”这个字中体现出来,这一片是恒星的诞生区域。本文将为您简单介绍一下“星云”在天文定义上的概念。


螺旋星云(也称为NGC 7293)是一个位于宝瓶座的行星状星云.图: NASA, NOAO, ESA, the Hubble Helix Nebula Team, M. Meixner (STScI), and T.A. Rector (NRAO)

星云概念的简述

星云是由尘埃,氢,氦和其他电离气体构成的星际云。最初,星云的定义是任何弥散天体的总称,包括银河系以外的星系。例如,仙女座星系曾被称为是仙女座星云(以及螺旋星系,一般称为“螺旋星云”),在这之前,大约在20世纪初,由Vesto Slipher,Edwin Hubble等人才证实了星系的本质。


大多数星云都是非常庞大的,有些星云的直径可以达到数百光年。猎户座星云是天空中最为明亮的星云,它占据了满月直径两倍的区域,可以用肉眼直接在地球上看见它,不过遗憾的是早期天文学家却没有看见它。尽管星云的密度比周围的空间要大,但大多数星云的密度远低于地球上产生的真空——一个像地球一样大小的星云的总质量只有几千克。许多星云由于内嵌的热恒星所产生的光芒而使得地球上的人类可见,而其他星云则非常弥漫,只能通过长时间的曝光和特殊的过滤器才能探测到。有些星云是由金牛T变星照亮的。星云通常是恒星诞生的区域,例如鹰星云,这个星云刻画出NASA最著名的影像,即创生之柱。在这些区域中,气体、尘埃和其他物质会“聚集”在一起并形成更密集的区域,这些区域会吸引更多的物质,并最终变得足够密集以形成恒星。剩下的物质被认为会形成行星和其他行星系天体。



鹰星云的创生之柱。图片来自:Credit: NASA, Jeff Hester, and Paul Scowen

星云是如何形成的?

星云有多种形成机制。有些星云是由星际介质中的气体形成的,而另一些则是由恒星产生的。前者的例子是一种庞大而宽广的分子云,并且它在星际气体中需要处于最冷、最密集的相位,可以通过更多扩散气体的冷却和冷凝而形成。后一种情况的例子是行星状星云,它是由恒星在其演化后期“吹出”的物质形成的。


恒星形成区域是一类与巨大分子云相关的发射星云。这些形式的分子云在自身重量的作用下崩塌,并开始形成原恒星。大质量恒星有可能是在其中心形成的,它们的紫外线辐射会将周围的气体电离,使得它们可见于光学波长下。围绕大质量恒星的电离氢区域被称为H II区域,而围绕H II区域的中性氢壳层被称为光解离区域(或光子控制区域,或PDRs)。目前观测到的恒星形成区域的例子是猎户座大星云(M42)、玫瑰星云和欧米茄星云(M17)。来自恒星形成的反馈,如大质量恒星的超新星爆炸、恒星风或大质量恒星的紫外线辐射,或者来自小质量恒星的流出,可能会破坏星云,甚至在数百万年后摧毁整个星云的结构。


然而其他星云则是超新星爆炸的结果,这是大多数短暂生命恒星的死亡结果。从超新星爆炸中释放出来的物质随后会被其能量和核心产生的致密物体所电离。其中一个最好的例子是金牛座的蟹状星云。这一超新星事件被记录在公元1054年,并将其标记为SN 1054。爆炸后产生的致密物体位于蟹状星云的中心,现在它的核是一颗中子星。


还有其他星云也会形成行星状星云。这些都是低质量恒星生命的最后阶段,就像太阳一样。当恒星质量高达8-10倍太阳质量的时候,恒星就会演变成红巨星,并在其大气脉动期间慢慢失去其外层。当一颗恒星失去了足够的物质(质量)时,它的温度就会升高,它所发出的紫外线辐射会电离周围它所抛弃的星云。 太阳以后的命运也是如此,太阳在接近其生命的最后阶段时,就会产生一个行星状星云,最后太阳将变为一颗白矮星,亮度和温度都将慢慢变弱,直到消失在宇宙中。



三角座的发射星云:Garren Nebula NGC 604。图片来自:NASA, Hui Yang University of Illinois ODNursery of New Stars

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