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恒星的一生:起源

 cosmos2062 2022-07-14 发布于广东

啊!耐心的星星,教给我你们的心境,

你们每晚都攀上这古老的天空,

不留空白,不留阴影,不留伤痕,

也没有年龄的踪迹和对死亡的惊恐。

——爱默生

原始宇宙基本上由氢原子和氦原子组成,较重的原子核必须在恒星演化的过程中产生。在各种天体形成之前,宇宙物质是均匀的。后来,物质的密度出现了一些小的起伏。随着宇宙的膨胀,密度较大的区域会在自身引力的作用下收缩,形成一个较紧密的集团,随后分裂成一团一团密集的气团。这样形成的气团叫做星云,它们是恒星的发源地。

点燃星系的火焰

NGC4214星系距地球约1300万光年,当前正用它的星际气体和尘埃创造新的恒星和星团。

如果在星云内的某个区域粒子偶然地聚集得更加紧密,这个区域就成为一个引力中心,吸引周围的粒子朝这个区域下落。这种由于万有引力的作用而向引力中心汇聚的过程叫做引力塌缩。当粒子朝向引力中心下落时,会将自身的引力能转变成运动动能和辐射能。朝向引力中心下落的粒子会相互碰撞,将运动动能转变成热能,使星云的温度升高,导致热压力逐渐加强。热压力是一种抗衡万有引力的力,倾向于阻止粒子向中心下落。

在原始星云开始收缩的阶段,物质密度较低,热比较容易散失,热压力无法与引力抗衡,因此,物质急速内聚,导致星云中心区的密度和温度迅速增高,由此导致热压力迅速加强,使收缩减缓下来。当中心区域的温度达到2000K时,那里的氢分子开始离解成氢原子,吸收了大量的热,热压力骤然下降。于是,星云的中心区域便收缩成体积更小、密度更大的内核,并释放出巨大的能量,形成一股强大的星风,阻止了外围物质进一步下落,并在大约1万年到10万年内将周边的物质驱散,星云的内核渐渐显露出来。这个内核叫做原恒星,它还不是一颗真正意义上的恒星。由于温度不太高,因此,它的颜色是红的。

飞逝的雄鹰

新生的恒星正在鹰状星云中形成。鹰状星云位于开放星团M16内,距离地球7000光年

进一步收缩将导致星云的中心区域变得越来越热,颜色由红变黄或变白。当中心区域的温度升高到约700万度时,氢聚变为氦的热核反应开始。星云内的氢原子核开始通过一连串的聚变反应生成氦原子核,释放出巨大的能量,这些能量主要以光和热的形式表现出来。这时,星云的温度迅速升高到1000万度以上,由此引起的热压力足以抗衡星云自身的强大的引力。于是,星云不再收缩,内部的物质达到了平衡状态,星云转变成一颗稳定的恒星。此后,恒星完全用内部的热核反应所释放的能量来维持自身的光和热的辐射。处于这个阶段的恒星被称为主序星。

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