恒星的分类与演化
根据恒星的光谱,我们可以把恒星以字母顺序O,B,A,F,G,K,M来进行分类。经过更仔细的研究,又可以把恒星光谱型再分为十个次星。列如从B型到A型的次型可以依次写为B0,B1,B2……,B9,A0。最大的O型,表面温度可达30000-50000K,颜色为蓝,寿命很短,几百万年以下。最低的到2000-3500K,颜色为暗红,寿命超过几百亿年。
根据恒星的光度,又可以分为:Ⅰ超巨星、Ⅱ亮巨星、Ⅲ正常巨星、Ⅳ亚巨星、Ⅴ矮星、Ⅵ亚矮星和Ⅶ白矮星。太阳的光谱型为G2V,颜色偏黄,有效温度约5,770K。A0V型星的色指数平均为零,温度约10,000K。恒星的表面有效温度由早O型的几万度到晚M型的几千度,差别很大。
对于恒星的光度,在天文学上我们用“星等”来度量。恒星越亮,星等越小。反之,恒星越暗淡,星等就越大。
星等分为视星等和绝对星等。在地球上,观测者用肉眼所看到的星体亮度叫做视星等;归算到离地球32.6光年处时的星等叫绝对星等。(关于绝对星等与视星等的关系感兴趣的可以自行查阅相关资料,这里就不过多阐述了。)
因为恒星质量有所不同,它们的命运也是不同的。
低质量恒星(质量小于2.3倍太阳质量的恒星),目前我们尚且无法得知他的演化终点,宇宙的年龄还很年轻,才138亿年,不足以让这些恒星燃尽核心内的氢。不过根据计算,低质量恒星最终会形成两种不同的白矮星。若质量小于0.5倍太阳质量则为氦白矮星,大于0.5倍小于2.3倍则为C-O白矮星。
中等质量恒星(2.3~8倍太阳质量的恒星)到达红巨星阶段时,恒星的外壳会向外膨胀,核心向内压缩,产生氦聚变为碳的核反应。这种聚变会暂时延缓恒星的死亡,对于太阳大小的恒星,这过程大约持续数十亿年。
中等质量恒星的结局,一般是恒星的外壳脱离恒星,成为行星状星云。而行星状星云的中心留下的核心将冷却,在引力的作用下变成C-O白矮星。
大质量恒星,即超出太阳8倍质量的恒星,是恒星中的巨无霸,它们通常为O型和B型,占银河系的10%。
质量大于60倍太阳质量的恒星,将会以以下的途径进行演化:
O型星——Of型星——蓝超巨星——亮蓝变星——WN型沃尔夫—拉叶星——WC型沃尔夫—拉叶星——超新星。
对于40~60倍太阳质量之间的恒星的演化,将会是:
O型星——蓝超巨星——黄超巨型——红超巨星——超新星
对于25~40倍太阳质量之间的恒星的演化,将会是:
O型星——蓝超巨型——黄超巨型——红超巨星——蓝超巨星——WN型沃尔夫—拉叶星——超新星。
对于质量小于25倍太阳质量星的演化,将会是(有两条):
O型星——蓝超巨星——红超巨星——超新星(质量介于25~20倍太阳质量)。
O型星——红超巨星——造父变星——红超巨星——超新星(质量小于20倍太阳质量的星)。
无论是什么大质量恒星,它们的结局都会以史诗级的爆发谢幕——超新星爆发。
巨量的物质将会以高达十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波,激波会形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。
在爆发时,突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个恒星系,仿佛在向全星系宣告了它们的死亡。这种辐射可持续几周至几个月,一颗超新星辐射的能量可以与太阳一生所辐射的能量所媲美。
超新星爆发过后,核心区将会变成以下两种结果:
第一种是中子星,一般是初始质量大于10倍太阳质量的大质量恒星形成,是超新星爆炸遗留下的核。中子星是仅次于黑洞外最大的星体,它的质量一般为1.5~2.5倍太阳质量,但不超过3倍太阳质量,即奥本海默极限。中子星半径只有10KM左右,但密度可高达10的15次方每立方厘米。同时,有些快速自转并且有很强磁强的中子星会不断地发出电磁脉冲新号,被称为“脉冲星”。
第二种则是黑洞。超过20倍太阳质量的大质量恒星演化成红巨星后继续演化。但是由于中子简并态压力无法顶住太过于强大的引力,无法稳定在中子星,就会坍缩为“黑洞”。
黑洞只具有三种性质:质量,电荷,角动量。根据这三种性质分为四种黑洞,分别是:
史瓦西黑洞,即只有质量,不带电荷,也不旋转的“理想”黑洞。
R-N黑洞,全称莱斯纳—诺兹特隆黑洞,是带有质量与电荷但不旋转的黑洞。
克尔黑洞,即拥有质量与会旋转的黑洞,但没有电荷。
克尔纽曼黑洞,三种性质都具备的黑洞。
黑洞的时空曲率是无限大的,以外在形式表现则为引力无限大,就连光线也无法逃脱黑洞的“魔爪”。
- 上一篇:天蝎女人和水瓶女(最能刁人胃口的星座女)
- 下一篇:恒星之间的距离如何测量