恒星起源与演化
江发世
1.恒星与恒星分类
在宇宙中能自身发光和热的天体叫做恒星。
为了探讨和研究恒星起源与演化,需要对恒星进行分类。不同类型的恒星其起源与演化是不同的。
1.1.?目前普遍认可的有关恒星起源的假设
(1)、起源:
是由氢组成的星云凝聚形成恒星。
(2)、能量来源:
氢聚变为氦产生热能。
1.2.这种假设存在的问题
①、氢是哪里来的?
②、氢是依靠什么力凝聚到一起的?
③、氢能聚变为氦,但是它的反应速度是靠什么控制的?如果没有控制机制,将迅速爆炸。
④、热量是如何从内部传到外部的?
⑤、氢没了,是不是所有的恒星都消失?
等等。
1.3.?恒星的传统分类
1.3.1.?光谱分类
现在普遍认可的恒星分类是光谱分类。
依据恒星光谱中的某些特征与谱线和谱带,以及这些谱线和谱带的相对强度,同时也考虑连续谱的能量分布,将恒星划分为以下大类型。
O型——蓝白色恒星
紫外连续谱强。有电离氦,中性氦和氢线。二次电离碳、氮、氧线较弱。如猎户座ι(中名伐三)。
B型——蓝白色恒星
氢线强,中性氦线明显,无电离氦线,但有电离碳、氮、氧和二次电离硅线。如大熊座η(中名摇光)。
A型——白色恒星
氢线极强,氦线消失,出现电离镁和电离钙线。如天琴座α(中名织女一)。
F型——黄白色恒星
氢线强,但比A型弱。电离钙线大大增强变宽,出现许多金属线。如仙后座β(中名王良一)。
G型——黄色恒星
氢线变弱,金属线增强,电离钙线很强很宽。如太阳、天龙座β(中名天棓三)。
K型——橙色恒星
氢线弱,金属线比G型中强得多。如金牛座α(中名毕宿五)。
M型——红色恒星
氧化钛分子带最突出,金属线仍强,氢线很弱。
R和N型——橙到红色恒星
光谱同K和M型相似,但增加了很强的碳和氰的分子带。后来把它们合称为碳星,记为C。如双鱼座19号星。
S型——红色恒星
光谱同M型相似,但增加了强的氧化锆分子带,常有氢发射线。如双子座R。
1.3.2.?依据光度与温度的比较图
????依据恒星在赫罗图的位置,将恒星划分为:白矮星、主序星、巨星、超巨星等。
1.3.4.?依据恒星的稳定性
????划分为稳定恒星和不稳定恒星。
1.3.5.?依据恒星体积与质量
?????划分为小型恒星、中型恒星、大型恒星、超大型恒星。
1.4.?本文的恒星分类
1.4.1.?依据恒星与其他星球的关系以及运动情况,划分为以下类型。
孤星型恒星
????孤星型恒星在宇宙空间孤立存在,不在星系中,没有与其它星球形成关系。该类型恒星在宇宙中一般呈直线运动。其形态为球形和非球形。
????主星型恒星
????这类恒星捕获小质量天体形成绕其旋转的星系,恒星位于中心是主星,其它小质量天体如行星彗星等绕其旋转是从星。在宇宙中一般呈直线运动。形态为球形和非球形。
从属型恒星
????这类恒星绕大质量天体进行转动,没有小质量天体绕其旋转。该类型恒星存在公转和自转,其运动轨道为圆形、近圆形和椭圆形,其形态为球形或近球形。
????伴星型恒星
????这类恒星与大质量体星球形成相互绕转,形成伴星关系。伴星间围绕共同质点公转,存在自转和公转,其形态为球形或近球形。
????混合型恒星
????这类恒星绕大质量天体进行转动,同时有小质量天体绕其旋转或有伴星。存在公转和自转,其形态为球形或近球形。如太阳。
1.4.2.?依据恒星成因或起源
划分为碎块型恒星、凝聚型恒星、捕获型恒星。
1.4.3.?依据恒星结构
划分为简单型恒星即非圈层状结构恒星、复杂型恒星即圈层状结构恒星。
1.4.4.?依据温度
划分为低温型恒星、中低温型恒星、中温型恒星、中高温型恒星、高温型恒星。
1.4.5.?依据寿命
????划分为短命型恒星、长命型恒星。
?
2.恒星的物质组成
2.1.宇宙中的物质
要探讨恒星起源与演化,就需要知道恒星是由什么物质组成的。
在宇宙空间中存在的物质有:各种粒子、气、液、固态等物质。
人类不能到达恒星,对其物质组成只能通过间接方法获取,如光谱方法、各种观测等。
离人类最近的恒星是太阳,通过光谱检测,而且这些检测或观测只是太阳的表面,发现太阳存在70多种元素,这些元素在地球上也存在。太阳表面的物质是以粒子、气态状态存在。太阳表面以下的物质是什么不知道,只能假设。
2.2.传统理论的恒星物质及宇宙结局
传统理论认为恒星是由气态即氢凝聚形成的。问题是:氢是哪里来的?氢聚变为氦产生热量,如果氢没有了,恒星就不存在了,宇宙将是一片黑暗和寒冷。
2.3.恒星的物质组成
恒星是宇宙中的一种星球,只是它发光发热而和其它星球不同。恒星的物质组成一定是宇宙中存在的物质,即恒星是由粒子、气态、液态和固态等物质组成。
3.恒星的热量
恒星由以下热量来源:
①、原始热量。是恒星形成时物质本身所具有的热量。
②、反应热量。是恒星形成后各种物质反应所产生的热量。
③、捕获热量或叫外来热量。是恒星形成后,恒星吸收宇宙热量和捕获宇宙物质所产生的热量。
④、引力热量。恒星形成后,恒星与其它星球形成星系产生绕转运动,在恒星内部和外部形成潮汐作用而产生的热量。
4.星球爆炸
宇宙中星球的爆炸主要有两种方式:
其一,碰撞爆炸。
星球碰撞所发生的爆炸,只是星球本身的物质向四周飞射,物质的温度(除碰撞时产生的热量外)是星球原来的温度,其爆炸后的物质是碰撞星球原来的物质。
其二,核爆炸。
星球因引力收缩,组成物质的原子其电子被压入原子核,由此发生星球的核爆炸。这种爆炸能量大,温度高或极高,能产生各种粒子。
5.恒星起源
恒星起源主要有以下三种:
其一,星球爆炸所产生的大体积高温物体块就是恒星。这种类型的恒星温度在6000度以下,为不规则形状,可为固态或液态。在发展与演化中,可捕获宇宙物质,形成圈层状结构恒星。
其二,星球核爆炸所产生的高温物体凝聚形成恒星。这种类型的恒星为高温型恒星,大多是由星球核爆炸后的高温粒子、气化物质等凝聚形成。为球形或近球形,相比较内外成分均一,为非圈层状结构。
其三,星球捕获高温熔融体、高温气态固态物质、高温粒子形成恒星。这种类型的恒星为球形或近球形,圈层状结构,其核为低温的原始星球。其温度以其捕获的物质不同而不同,如捕获的是高温粒子或气化物质,为高温型恒星;如捕获的是低温固态和液态物质,为低温型恒星。
6.恒星演化
不同类型的恒星其演化不同。
6.1.孤星型恒星演化
孤星型恒星在宇宙空间孤立存在,不在星系中,没有与其它星球形成关系。该类型恒星在宇宙中一般呈直线运动。其形态为球形和非球形。该类型恒星没有与其它星球形成星系,不存在引力热量。
该类型恒星形成后,其表面温度渐渐降低,会形成外壳,演化为具有圈层装结构的星球,终结恒星生命,是短命恒星。
6.2.主星型恒星演化
该类型恒星与孤星型恒星相比,捕获小质量星球绕其旋转形成星系。由于绕其旋转的星球是小质量星球,对恒星产生的潮汐作用小。其演化过程和孤星型恒星基本相同,寿命相对要长一些。
6.3.从属型恒星演化
?这类恒星绕大质量天体进行转动,没有小质量天体绕其旋转。该类型恒星存在公转和自转,其运动轨道为圆形、近圆形和椭圆形,其形态为球形或近球形。
在恒星的表层和内部都会产生潮汐作用,形成潮汐能。是长命型恒星。
6.4.伴星型恒星起演化和混合型恒星起演化
这两类型恒星和从属型恒星演化基本相同,引力能转化潮汐能,维持恒星生命,是长命型恒星。
|
|