恒星演化的大致轨迹

1、1学号：2011100131姓名：张超燕姓名：张超燕班级：物理班级：物理101101本本学号：学号：1818号号2 恒星是由炽热气体组成的、能自身发光的球状或类球状天体。它同自然界一切事物一样，也经历着从诞生、发展到衰亡和转化的过程。 恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。描述许多恒星的温度对光度关系的图，也就是赫罗图，可以测量恒星的年龄和演化的阶段。恒星恒星3赫罗图研究恒星演化的重要工具 赫罗图赫罗图是丹麦天文学家赫茨普龙赫茨普龙及由美国天文学家天文学家罗素罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。后来的研究发现，这张图是研究恒星演化的重要工具，因此把这样一张图以当时两位天文

2、学家的名字来命名，称为赫罗图。45一、恒星的诞生 恒星的演化开始于巨分子云。一个星系中大多数虚空的密度是每立方厘米大约0.1到1个原子，但是巨分子云的密度是每立方厘米数百万个原子。一个巨分子云包含数十万到数千万个太阳质量，直径为50到300光年。 在巨分子云环绕星系旋转时，一些事件可能造成它的引力坍缩。巨分子云可能互相冲撞，或者穿越旋臂的稠密部分。邻近的超新星爆发抛出的高速物质也可能是触发因素之一。最后，星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星。 坍缩过程中的角动量守恒会造成巨分子云碎片不断分解为更小的片断。质量少于约50太阳质量的碎片会形成恒星。在这个过程中，气体被释放的势能所加热，而

3、角动量守恒也会造成星云开始产生自转之后形成原始星。 二、中年二、中年 主序星主序星 以氢核聚变为主要能源的发展阶段以氢核聚变为主要能源的发展阶段恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。小而冷的红矮星（指表面温度低、颜色偏红的矮星，尤指主序星中比较“冷”的M型及K型恒星）会缓慢地燃烧氢，可能在此序列上停留数千亿年，而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列上停留一百亿年。太阳也位于主星序上，被认为是处于中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后，就会离开主星序。 三、三、成熟（红巨星成熟（红巨星/超巨星）超巨星） 积热的核心会造成恒星大幅膨积热的核心会造成恒星大

4、幅膨胀，达到在其主星序阶段的数百胀，达到在其主星序阶段的数百倍大小，成为红巨星。红巨星阶倍大小，成为红巨星。红巨星阶段会持续数百万年，但是大部分段会持续数百万年，但是大部分红巨星都是变星（狭义上是指亮红巨星都是变星（狭义上是指亮度有显著起伏变化的恒星），不度有显著起伏变化的恒星），不如主序星稳定。如主序星稳定。 红巨星极为明亮，肉眼看到的红巨星极为明亮，肉眼看到的最亮的星中许多都是红巨星。红最亮的星中许多都是红巨星。红巨星的巨星的体积体积很大很大，它的半它的半径径一般一般比太比太阳阳大大100倍倍。8低质量的恒星 低质量恒星的演化终点没有直接观察到。宇宙的年龄被认为是一百多亿年，不足以使得这些

5、恒星耗尽核心的氢。当前的理论都是基于计算机模型。一些恒星会在核心进行氦聚变，产生一个不稳定和不平衡的反应，以及强烈的太阳风。在这种情况下，恒星不会爆发产生行星状星云，而只会耗尽燃料产生红矮星。 但是小于小于0.5倍倍太阳质量的恒星甚至在氢耗尽之后都不会在核心产生氦反应。像比邻星这样的红矮星的寿命长达数千亿年，在核心的反应终止之后，红矮星在电磁波的红外线和微波波段逐渐暗淡下去。 9质量中等恒星的一生质量中等恒星的一生 （0.4到到3.4倍太阳质量的恒星倍太阳质量的恒星 ）星际云或其中的星云星际云或其中的星云 主序星（主序星（氢核的聚变氢核的聚变） 红巨星（红巨星（氦核的聚变氦核的聚变） 白矮星（

6、白矮星（冷却发光发热冷却发光发热） 黑矮星（黑矮星（不发光、发热不发光、发热） 行星状星云行星状星云 10123456成年的太阳成年的太阳1红巨星红巨星2、3、4白矮星白矮星5黑矮星黑矮星6可以维持可以维持100亿年，现已步亿年，现已步入中年入中年太阳的晚年太阳的晚年期，可停留期，可停留10亿年亿年体积极小，密体积极小，密度很高度很高完全完全“熄灭熄灭”，看不见、永存看不见、永存11三、大质量恒星的一生三、大质量恒星的一生星际云或其中的星云星际云或其中的星云 主序星主序星 超红巨星超红巨星 中子星中子星或或 黑洞黑洞或或 新的星云新的星云 超新星超新星星云星云恒星恒星超红巨星超红巨星超新星超新

7、星黑洞黑洞中子星中子星大质量恒星的一生大质量恒星的一生13 超新星爆发是导致一部分恒星超新星爆发是导致一部分恒星诞生的直接动力。诞生的直接动力。 超新星爆发是宇宙中生命的摇超新星爆发是宇宙中生命的摇篮。篮。1415生与死的轮回生与死的轮回1617行星状星云行星状星云 氦燃烧对温度极其敏感氦燃烧对温度极其敏感，造成很大的不稳定。巨，造成很大的不稳定。巨大的波动会使得外壳获得大的波动会使得外壳获得足够的动能脱离恒星，成足够的动能脱离恒星，成为行星状星云为行星状星云 行星状星云呈圆形、扁行星状星云呈圆形、扁圆形或环形，有些与大行圆形或环形，有些与大行星很相像，因而得名。星很相像，因而得名。 白矮星的

8、体积小、亮度低，但白矮星的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。它的密度在质量大、密度极高。它的密度在10001000万吨万吨/ /米米3 3左右。左右。白矮星是一白矮星是一颗颗已死亡的已死亡的恒恒星星，中中心的心的热热核反核反应应已停止已停止 。 白矮星白矮星在一些超新星之中，电子被压入原子核，和在一些超新星之中，电子被压入原子核，和质子结合成为中子。使得原子核互相排斥的电磁力质子结合成为中子。使得原子核互相排斥的电磁力消失之后，恒星成为一团密集的中子。这样的恒星消失之后，恒星成为一团密集的中子。这样的恒星被称为中子星。被称为中子星。 中子星中子星超新星是超新星是恒恒星在死亡前的一次大爆星在死亡前的一次大爆发发，所所释释放的能量，放的能量，发发出的亮光相出的亮光相当于当于十十亿颗亿颗太太阳。阳。每一每一颗恒颗恒星一生之中最多星一生之中最多只只可能可能发发生一生一次。次。超新星超新星黑洞黑洞黑洞黑洞会会把附