張天地
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星球如何演化

2020/09/22 13:07:24 網誌分類: 外星人
22 Sep

霹靂一聲天地開 日月星辰出塵埃
〈宇宙的起源〉 〈形容星星的形成〉
核火燒盡引力在 大千世界或重來
〈星星的成長以迄死亡〉 〈指宇宙最後的結局〉
恆星的演化及死亡:
恆星如同人一樣也有生與死;而他的支撐他生命的能量便是氫,質量大小決定它生命的長短。
質量與太陽相當的恆星,它的生命期是 100 億年,到了晚年它將是一顆巨大紅巨星,隨後,外層物質可能被拋向太空,最後變成白矮星;當質量比太陽大 4 倍的恆星,它消耗氫的速度更快,大約 2000 萬年將氫用光,星體並崩坍爆炸(超新星爆炸);而質量大於 8顆大陽的恆星,只需幾十萬年,氫被消耗盡,跟隨著爆炸而成黑洞,最後爆作後的星際氣體,便是下一代星球形成的物質。
恆星的原料是太空中的氣體與灰塵,恆星的組成由光譜分析得知一般與太陽的組成很接近。星際空間中氣體與灰塵比較濃密的地區便是恆星孕育的溫床,這些星際介質經過初步壓縮,使其重力超過熱壓力,便會因其自身重力而不斷收縮,在密度增加約 1020倍後,中心溫度終於提高到足以點燃核融合反應。所以在 H-R 圖上的星,初誕生時先出現於較右上方,密度、溫度均較低,最後才移到主序帶上應有的位置。剛誕生的星球多半包在濃密的雲氣中不易觀測,直到接近主序帶才破繭而出;圖中的獵戶座大星雲就是個正處在誕生區域的星球。通常雲氣的質量遠大於單顆恆星的質量,所以恆星往往成群形成,易於造成星團;例如圖中的昴宿星團、七姊妹星團,因為誕生不久,旁邊還有些殘餘的氣體。

恆星的一生主要是花在將「氫融合成氦」的主序星上,到了中心的氫用完,而繼續進行「氦融合成碳」的核反應時,外層會膨脹而成為紅巨星。質量與太陽相近或較小的恆星在中心的氦用完後,就不能再產生能量,變為表面發光而逐漸冷卻的「白矮星」;比太陽重得多的恆星,則可以繼續進行核反應到中心融合成鐵才停止,這時內部會因重力太大而向中心崩潰,崩潰時所放出的一些能量會將外層炸掉,爆炸時光度大增,成為極亮的超新星,隨即變暗,只剩下由中心崩潰成的遺骸,也就是僅數公里大小的中子星或黑洞。外層的物質則又因飛散而恢復到太空雲氣的形式,這就是恆星一生經歷生老病死的生命循環。
而中子星,已不再是理論上的假想了,在觀測上最有名的超新星是我國宋史中有詳細記載的「天關客星」,於西元 1054 年爆炸,其前身外層被炸散的物質形成了金牛座中現在的「蟹狀星雲」,正在繼續向四面擴散中。而其中心則殘留一顆中子星,它的兩極會發出細細的光束。由於中子星的急速自轉,光束在太空中掃動,好像燈塔一樣。每當光束掃到地球時,便可收到一個信號,所以信號會以中子星自轉周期為間隔而重複出現。因為它發出這種很有規律一閃一閃的脈動波,所以這樣的中子星被稱為「波霎」﹝意即發出脈衝波的天體﹞。波霎最初是利用電波望遠鏡發現的,總數目已有成千個。蟹狀星雲中央的波霎之週期是 0.033 秒,用光學望遠鏡也可看見它的閃動。

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