恒星是怎么演变的?

如题所述

恒星是怎么产生的,会不会发生变化?这些未知的答案总是吸引着人们不断地去探索宇宙。我们假设是外层空间的漩涡星云,发生收缩后产生了恒星。如果是这样的话,每个星体就应该有各种各样的体积,最小的体积也不能小于一个点。因此,不管是恒星刚形成的时候,还是发展过程中,恒星的体积大小、质量大小或者某种物理条件是相同的。从赫罗图上我们看到,恒星是分散在不同的位置上的。我们可以设想一下,恒星最初形成的时候,会不会只是局限在那些有星球的区域呢?一种情况是,和“恒星液态说”一样,仅有的固定的组态就是这些区域。另一种情况是,我们还有不知道的另外原因。例如,恒星在运转过程中,会一点点地消耗重量,所以产生能量的速度也会降低,这种降低包含了恒星的亮度,随着亮度降低,恒星在图表中的位置也会移动。

我们可以看一下希尔斯描绘的显示恒星质量关系的图,可以把相等质量的曲线,看做是一段阶梯,就像楼梯那样,每一级比上一级要低。无论恒星怎么变化,它的质量总会比后一级要低,因为楼梯的这一级总会比上一级要低。

希尔斯描绘的赫·罗图,显示恒星质量的关系在前面的赫罗图中,我们可以勾勒出两条路径,这两条路径也可以说代表着恒星的变化。大部分的恒星,在把自身物质转化为辐射能的过程中,都在一定程度上会经过这样的路径。我们勾勒出的第一条,就是主序星区,主序星区是大部分恒星经过的一道关键性的路径。恒星经过的第二条路径可能就是从表示红巨星最初的支线哪里开始的。有很多恒星,就是按照这条路径移动,首先进入主序星,此时变成蓝星或者变为白星;然后继续运动,到达主序星下面的部分,这时候又变成了暗红星,最后直到消失不见。

恒星在运动的过程中,不管按照哪条路径,它的自身都会发生萎缩,直径也会不断地缩小。然而恒星的密度却不一定会增加。试想一下,恒星的质量在不断地减少,就算它的密度保持不变,缩小的过程中直径也会变小的。在希尔斯图中,我们看到那些中等密度的恒星,即使是在趋向主序星中间位置的时候,我们也不清楚它增加的幅度到底是多少,但它的密度却是在不断地上升的。

在众多的恒星演变的理论中,不管是哪种,都是在假设这些恒星变化的类型和上面描述的总类型一致的基础上实现的。纵然现代科学是更相信恒星经过的主要路径就是主序星区域,但在早期学者的眼中,最初的恒星,主要是从红巨星开始的那条支线经过的,到了中后期,恒星才进入主序星范围的。

对于恒星变化的路径,现在科学家们都一致认为,它的确是像前面描述的那样,恒星的演变有的是从红巨星开始的,有的是从蓝星开始的,还有的是从中等条件开始的。伴随着恒星存在的时间越长,它们就会通过不同的路径慢慢地向下移动,就像赫罗图描述的那样。这个过程中,恒星从倒置的y分叉点开始,朝着主序星范围的方向慢慢向下移动。

天文学家认为,旋涡星云发生变化的时候,爆发出一片又一片的火雾,恒星就是这时候产生的。它们还是各种各样的原子构成的混合物体。这些混合体有的立即转化为辐射了,永远地消失在了太空中;有的就永久的保留下来了,这大概就是我们叫它恒星的原因吧。和恒星比起来,地球除了含有少数的放射性原子外,应该含有恒星所含的全部新型原子。据有关推算得出,恒星原子的平均存在寿命,要比地球上物质的原子寿命更短。否则,原子的毁灭速度会让地球的温度升高,最后变得不适合人类居住。另外,恒星产生能量的能力,和存在很久的原子并没有什么关系,因为那些原子只是增加了恒星的质量。相反,那些寿命短的原子,会大大增加恒星制造能量的能力。因为原子在毁灭的过程中,会释放出很多的热量。

恒星原子在总量中的死亡率和它每吨物质产生能量的速度是成正比的。比如天狼星上面每吨物质可以产生的能量是太阳的16倍,那么原子的死亡率也是太阳的16倍。不管什么恒星,原子的平均死亡率都会伴随着那部分死亡率最高的原子的湮灭而降低,也就是说,随着恒星年龄的不断增长,它每吨物质产生能量的能力就会下降。这和天文学家实际探测得到的结果是一样的,大恒星产生的能量就会比小恒星产生的能量要多很多,下面的表格可以简单说明这个问题。

<img class="scrollLoading" src="http://47.94.224.236/baidu/tsyzdgqywl/克)皮耶赛斯星α36.3015000.00υ船屋星(座)α19.201000.00天狼星(座)α2.4529.00太阳1.001.90ε波江星0.450.26克雷格尔60B0.200.021天狼星(座)β0.850.0027 O2波江星(座)0.440.0020 冯·马南星0.200.00055我们可以根据希尔斯图描述恒星相关质量的说明,把恒星的能量比作是恒星的财富。青年时期的恒星,拥有特别多的财富,也可以释放大量的能量;年纪大了的恒星,释放的能量也就少了。

我们假设,恒星在演变过程中是通过电子和质子的结合来产生能量的。单纯从物理学出发,只有一直环绕原子核转动的电子才会和有特质的质子结合。质子也才会存在于原子核中。我们在恒星的构成研究中证明了这种假设。因为只有当整个星体不稳定的时候,自由电子才会直接到达原子核,产生能量。这样一来,星体在发生辐射时,就会迅速发生爆炸。这也说明,在恒星中,轨道上只有少许的原子带着电子运转的时候,它产生的能量自然也会变少,这也就是为什么白矮星产生的能量很小,红巨星比质量相同的主序恒星产生的能量多的原因。

恒星在不断演变的过程中会变得越来越年轻,质量也在一点点减轻。在演变过程中,它需要不停地改变它的组态,来适应产生能量时的速度。同一个恒星,在不同的时期可以是红巨星,然后成为主序恒星,接着可能是白矮星。因此,恒星要随时适应它产生能量的速度。

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