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全球暖化 發問時間: 科學天文與太空 · 2 0 年前

恆星的形成

看過許多訪間的書籍

對於恆星的型成

還是不太了解

書上說的構成物質一下是這個一下是那個

把我搞昏了

希望能有高手可以提出較為詳細的恆星形成過程

謝謝~

5 個解答

評分
  • 匿名使用者
    2 0 年前
    最佳解答

    恆星的誕生回大綱 簡單圖像: 巨大、低密度的冷星雲(分子雲)經由重 力塌縮,將位能轉變成熱能,當核心的溫度昇 高到可以觸發氫融合反應,恆星就誕生了,並 變成小而密度高的熱星。 恆星誕生的原料:星際物質 恆星的質量,大多在太陽質的十分之一到數十倍之 間。以太陽而言,其質量約是地球的三十三萬倍, 可見恆星有相當巨大的質量。能誕生恆星的巨大分 子雲,又是由幾近真空的星際物質,歷經亙古的時 間緩慢聚集而成。星際物質主要是由氫、氦、塵埃所組成。 星際物質存在的證據 星光的消光 與紅化 ,發射星雲(emission nebula) –Trifid 星雲 、或H II 區域 ,反射星雲(reflection nebula)–Trifid 星雲、昂宿星團(the Pleiades),暗星雲–馬頭星雲 、本雲河盤面 、包克雲球(Bok globules),氫21公分線 (無線電波段),0.26 公分CO 譜線–巨大分子雲(數十萬太陽質量)。 溫度:數K到數百K之間,全看距離恆星多遠而定, 平均約在100 K左右。 密度:平均106 原子/ 米3 ,或每CC的 太空中,平均來說有一個原子。分佈並不均勻, 最密者有109 原子/ 米3,而最疏者 低達104 原子/ 米3 。在地球上 實驗室能造成的最好真空約在1010 分 子/ 米3 ,而在海平面太氣每立方公尺中 含有1025 個分子。 成份:分析星際星雲的吸收光譜 ,可以得知,星雲90% 是原子或分子氫, 9% 為氦,剩下的為較重的元素、分子與星際塵埃。 恆星誕生的機制 但恆星誕生的故事並不是如此簡單,星際物質受重力的 吸引,慢慢的聚集在一起,同時溫度也漸漸昇高。溫度 愈高,原子與分子運動的速率也愈快,這種傾向抗衡了 重力塌縮的繼續進行,有時甚至可能把星雲打散。 由觀測的證據顯示,星雲不可能經由自發性的重力塌縮 ,而變成恆星。天文學家認為有四種不同的過程,具 有發揮臨門一腳效用,能觸發恆星的形成。 超新星爆炸產生的巨大震波 ,例: Cygnus Loop。 O-B 型熱星放出巨大的輻射,恆星風推擠周圍的星際物 質使之成為物質密度較高的球殼,如 薔薇星雲(Rosette nebula)。 分子雲之間的踫撞。 在銀河系的漩渦臂。 恆星誕生的過程 類太陽恆星 的誕生過程巨大分子雲 的塌縮 -> 塌縮分子雲的分裂 (理論) -> 分子雲的分裂終止(理論) -> 原恆星(胎星) 階段 雲氣在塌縮成為成為恆星的前一狀態,稱為 原恆星(胎星、protostar),它是熱到足以產生紅外線,但是 不足以開始進行核融合,所以在可見光波段很難觀測到。 -> 原恆星(胎星) 階段的演化 吸積盤 靠原恆星中心 的溫度極高,物質由中心 處垂直盤面噴出,形成 噴流(jets)。 -> 觸發氫融合–新恆星誕生 原恆星的質量,因周圍的物質持續地加入而增加,核 心的溫度也隨之昇高。當中心的溫度超過4 * 106 度時,氫開始發生核融合,一顆新的恆星也就誕 生了。此時恆星的四周雲氣仍然很稠密,可能還無法 直接看見這顆新生的恆星。但可觀測周圍 雲氣受中心恆 星激發的倩形 ,可以推知雲氣深處新恆星的誕生。 -> 進入主序帶 當胎星的中心開始產生氫核融合,則此一星體我們稱之為 主序星,恆星百分之九十的時間,都待在主星序上。

  • peng
    Lv 7
    2 0 年前

    恆星如何演化成紅巨星(red giant)?  恆星在演化過程中,重力收縮溫度升高點燃核心氫融合成氦的核反應,部分質量轉換成能量,使星球維持長期且穩定的光輝,而星體內部高溫所產生的向外膨脹之熱壓力與造成收縮的重力達到平衡,因此這個階段星體大小和溫度大致不變,如現今太陽即是一例。但是,中心的氫耗盡後,核融合反應停止,由於熱壓力不足以抗拒重力,故星體開始收縮以致溫度上昇,使核心得以進行氦融合成碳的核反應,而核反應使核外層的溫度因此上昇,導致外層的氫得以產生核反應,此時星球整體向外的熱壓力大於向內的重力,星球開始膨脹,但其表面溫度因體積膨脹而降低,因此星光呈現紅色,而成紅巨星,此時星球已達老化的階段。

  • 2 0 年前

    to SUM

    關於星際介質部分雨他們互相作用的部分這點 可以在詳述嗎?? 謝謝囉~

  • ?
    Lv 7
    2 0 年前

    簡而言之,過程如下:‧宇宙中充滿星際介質,各自因引力聚在一起,當聚得有一定質量時,就形成星雲。‧星雲中有不同的密度,高密度區就是原恆星。‧原恆星因引力自我坍縮,動能轉化為熱能,其中心不斷加熱,當原恆星表面達約1500K時,內部已足夠高溫點起核反應,變成主序星(一顆正式的恆星)。‧恆星內部的氫不斷被點燃,中心不斷堆積氦,終於中心的氫都轉為氦了,若恆星質量夠大,中心的氦可被點燃,而外圍的氫(氫殼)會繼續氫反應,此時氫殼被推出,形成紅巨星‧中心的氦不斷被點燃,又堆積更重的元素,若恆星質量夠大,更重的元素也可被點燃,於是氦殼也被向外推,形成行星狀星雲(若質量不夠大,不能導致更重元素的核反應,恆星就算是死亡了,形成白矮星)‧恆星內部最多可堆積至鐵,由於鐵發生核反應時會吸熱因此令恆星過熱,產生超新星爆發(有時未堆積至鐵已有超新星爆發)‧超新星爆發過後,若恆星中心殘骸的質量是1.44太陽質量以下,就形成白矮星,白矮星最終會冷卻成黑矮星,而如果殘骸質量在1.44至3太陽質量之間,就形成中子星,若大於3太陽質量,就成黑洞。

    參考資料: 大腦
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  • 2 0 年前

    恆星形成於太空中的星雲和塵雲中。而恆星的誕生可能始於太空中偶然形成的氣體漩渦。氣體漩渦比周圍的氣體密度要大,其重力依次吸引附近的氣體,從而形成一個氣體球(evaporating gaseous globules─星蛋)。氣體球又由於自身的重力而收縮。在收縮的氣體球內部,壓力和溫度升高。最後原恆星中心的溫度將升至大約1,0000萬°C。這種溫度足以發生核融合反應,亦即氫轉變成氦,在這個過程,可釋放出大量能量,並以熱和光的形式發出,至此恆星就形成。而恆星的光與熱是藉由核反應而形成的,但它為什麼不會產生爆炸呢? 由於星球是因重力收縮,達到高溫產生核反應,由於重力因素產生熱量,引起周圍氣體膨脹,從中央向外擴散。但是膨脹不會永遠繼續下去。當氣體膨脹時,氣體又會冷卻下來。最後氣體溫度降到一定程度,膨脹就停上了,這時引力又占了上風,把氣體吸回中心如此循環不已。最後達到一種平衡,使膨脹氣體向外的壓力與向內的引力達到平衡。平衡得以維持是因為恆星輻射出的能量和恆星內部產生的能量相等。恆星一生中,內部的各種核子反應,不斷將簡單的原子核融合成較複雜的原子核,同時釋放出能量。一旦可作為核反應燃料的簡單原子核用罄,恆星失去了能源,將導至恆星的滅亡。太陽是一顆中年的恆星,而太陽所擁有的核燃料止夠使用大約一百億年,所以太陽還有50億年的壽命。當恆星演化晚期,經由類似行星狀星雲或是超新星爆作等方式,將這些元素拋回星際空間。星際雲氣於是再經由重力的聚集,產生下一代的恆星。紅巨星恆星是不會一直的存在,它也會有消耗它的核燃料的時候,直到滅亡。而恆星消耗完它的核燃料會發生什麼?取決於恆星的質量。大而重的恆星在滅亡時和小恆星不同。中等輕重的恆星,像太陽,當它耗盡燃料時會膨脹,而且溫度升高,它將變為一個巨大的、膨脹的恆星── 紅巨星 (Red Giants)。這個轉變是由恆星的深處發生的變化引起的,因為它內部核心區域中的氫幾乎己經燃繞殆盡,而絕大多數變成了氦。 沒有燃料加進去,終將慢慢熄滅下來,這樣內部的平衡無法維持,強大的引力使它好像柱梁折斷的高樓大廈,一下子猛然坍縮──天文學上稱之為「引力坍縮」,奇特的是,這樣的坍縮又使它獲得「生機」,引力能使核心溫度壓力進一步提高,並把氦元素點燃起來,開始了新的氦變鈹、鈹變碳、碳變氧等一系列的熱核反應。它們雖然是不循環的,但已生成的加原來存在的氦(約20%),也足以維持一段相當長時間,使它繼續光發光。在恆星內部完成這種反應轉變的同時,它的外面部分卻會急劇地膨脹起來,半徑可比原來大幾十甚至幾百倍,但表面溫度則因此而會下降,所以譜型變晚,星光變紅,終將變成類似獵戶α、天蝎α那樣的紅巨星。 如果把恆星比喻人的一生的話,紅巨星大約是屬於中壯年期,在這階段,它的內部己不再是氫核,而是燃燒著的氦核,而且還在不斷收縮之中。收縮的能量一部分維持上述那些不循環的熱核反應,一部分則傳給恆星外層,使它們不斷膨脹,並表現出一些活動的特性,如光變,拋出大量物質等。白矮星白矮星可以說是恆星的老年,而白矮星的產生方式有兩種,一是超新星爆發而產生,特別是質量較大的超新星爆炸後,把外部的物質炸得四飛五散,成為超新星遺跡,而內部剩下的核若質量較小,則這個「核」便變為白矮星。 另一種方式是來自行星狀星雲,當紅巨星越來越膨脹,則它臃腫的外層很難維持下去時,當它消耗完最後燃料殘渣時,連最輕微的擾亂都可能使氣體外表層鬆動,最後紅巨星的外層氣體慢慢向太空飄散在恆星周圍形成「煙環」這種環稱為行星狀星雲。 白矮星是紅巨星消耗完燃料後的殘留物;而這些核反應的殘留物,因為收縮,進而演變成非常奇妙的後果。例如平常所看到的任何東西,在這個星球上最後都可以分解成個別的原子(原子的構造包括一個非常緊密的原子核,外面圍繞著電子),當星球燃料用完,重力會將電子擠壓到緊貼著原子核的外面, 再度撐住星球內縮的趨勢。如此構成的星球,物質擠壓得非常緊,體積很小,但是隨著時間的演化,它的表面溫度會越來越冷,從白矮星到黃矮星、紅矮星,到只發紅光的紅外矮星及黑矮星…最後熄滅、晶化。中子星當一個巨大恆星在超新星爆炸後,如果恆星的質量較重,它就有可能成為中子星,也稱作脈衝星。由於本身的重力非常大 ,連電子緊貼在原子核外面也撐不住內縮的力量,電子就會被擠壓進原子核,而與質子結合成中子。這樣的星體極為奇特,因為整顆星就是中子組合成的星球。而它的殼層十分牢固,任你重錘猛敲,火燒冰凍,都無法破壞它。中子星和其他恆星相比,體積小,密度大。一立方公厘米的中子星物質,竟重達1億多噸!如綠豆般大小的東西要1萬艘萬噸輪才承受的起。而一般中子星非常小,但質量卻很大,表面溫度約一百萬左右,但因為體積小,所以亮度很低。 高速自轉的中子星也稱 脈衝星,這是因為它們可以產生快速脈動的可見光,無線電波和x射線,伽瑪射線光束,當脈衝星在自轉時,就會產生短而有規律的脈衝波(波霎pulsar),己知脈衝同期在0.03~4.3秒之間,脈衝的周期極為穩定,足以與最好的原子鐘相媲美,而每當光束指向地球時,我們就可看見它。在浩瀚的宇宙中,它就像是一座燈塔一樣。黑洞當一個巨大的恆星(質量是太陽質量的8倍以上)死亡時,恆星的殘骸可能會形成黑洞。而黑洞的形成是因為大質量的恆星在演化的未期都會發生超新星爆炸,引力的坍縮,大到連中子星這樣極為緊密的結構都支撐不住,星體就會繼續收縮下去,直到成為無法想像的緊密成為一點,這就是「黑洞」。黑洞所包含的物質緊密,產生的重力也強得無法想像,強到連光線都跑不出來,因此而得名。任何東西一旦掉到黑洞,便被分解、壓縮而成為黑洞的一部分。 而黑洞的概念是由愛因斯坦廣義相對論所推導出來的結論:一個核反應完全停止的星體,無力頂住萬有引力而坍縮;當原子被壓破時,就會變成白矮星,而恆星量較大時,則還會敲開原子核,變成擠成一團、密度更大百萬倍的中子星;如果坍縮的恆星質量更大時,則坍縮還會進行下去,所有物質會無可避免、永遠坍縮下去,所有質量將集中在一個沒有大小的「奇異點」上。奇異點周圍的重力也特別大,在某個範圍以內,重力龐大得連光線也逃不出去。這個連光線也逃不出去的面,稱為事相面(event horizon)。光線和任何物質都只能從事相面外部進入其內部,而無法從裡邊逸出。這個事相面的裡邊就是黑洞。黑洞是個極為單純的星體,只包括位於中央的奇異點和圍繞異點的事相面。事相面內除了奇異點之外,連一個原子也沒有。黑洞與黑洞之間的區別,只能從質量、自旋角度動量(spin angulaq momentum)及電荷三個性質來判斷。 黑洞不發光,就不可能發現它的存在的證據了!其實不然;例如當周圍的物質被吸引時,卻會透露出黑洞的存在。圍繞黑洞的雲氣會以極高的速度運動,若偵測到氣體圍繞著非常小的區域高速運動,我們便能推測該區域可能有個黑洞。而當物質被吸入黑洞時,因這些氣體由質子及電子的電漿組成,彼此摩擦而成高溫狀態,便會放出x及r射光,於是我們便可察覺黑洞的存在。

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