像我們太陽這樣一顆恆星,其壽命大約爲100億年。而質量爲太陽10倍得恆星,在數千萬年的時間內就可以燃燒殆盡!爲什麼呢?

  一· 恆星質量越大、核聚變反應越旺盛、壽命越短!

  一般恆星的質量越大壽命越短,主要是由於質量越大、恆星核燃料燃燒越旺盛!。比如太陽的壽命爲100億年。作爲比較,半人馬座比鄰星,視星等只有11等,直徑只有太陽的七分之一,亮度只有太陽的千分之一,表面溫度只有太陽的三分之一,僅2000度,但是它的壽命卻達到太陽的7倍,壽命長達700多億年。據估計,壽命最長的恆星壽命可以達到1500億年,而在銀河系的另一端,有一顆名叫“手槍星”的恆星,直徑達到太陽的2000倍,表面溫度約65000度,輻射的能量達到太陽的3000萬倍,估計該恆星的壽命不過1000萬年。

不同種類恆星的大小比較

  過去的理論認爲,質量大於100倍太陽的恆星,會將其附近的宇宙塵埃汽化掉,而使自身成爲一個無塵埃外層的繭狀物,留在繭狀物內的氣體發出的紅外輻射又會進一步清除周圍大範圍的塵埃,氣體也隨塵埃跑掉。這一過程限制了原恆星收集、吸引周圍物質的數量。因此,一顆質量超過100倍太陽質量的恆星,要麼一旦形成就自行毀滅,要麼就根本不能形成恆星,如此看來,恆星質量的上限100倍太陽質量已經不成問題。

  二· 宇宙中恆星能有多大?能有多重?

  太陽巨大而明亮,它的直徑是地球的110倍, 體積是地球的130萬倍。太陽是最大的恆星嗎?顯然不是。晚上可見的最亮的恆星是天狼星,他的直徑比太陽大兩倍。牧夫星座的大角阿拉法星的直徑是太陽的24倍;金牛星座的畢宿五阿拉法星更大,它的直徑是太陽的46倍,獵戶星座的參宿七貝塔星的直徑也有太陽的77倍多。天蠍星座的心宿二阿拉法星可謂是巨星,它的直徑是太陽的650多倍;獵戶星座參宿四阿拉法星比心宿二阿拉法星還要大1.5倍。仙王星座VV星, 直徑比太陽大1600倍。太陽在宇宙中是如此渺小!

不同種類恆星的大小比較

  在光度、體積、密度等方面相差極大,甚至可以差到幾億倍;但不同的恆星唯獨在質量方面相差很小,最多隻相差幾百倍。這是恆星性質的一個非常引人注目的特點。

  三· “核聚變”驅動了宇宙中的恆星熠熠生輝!

  核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨着巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化爲另外一種原子核)往往伴隨着能量的釋放。如果是由重的原子核變化爲輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化爲重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。

太陽核心發生的質子-質子反應示意圖

  1939年,在一篇名爲《恆星能量的產生》的論文中,漢斯·貝特分析了氫融合成氦的可能過程,核聚變反應產生的能量能持續維持恆星內部的高熱。霍伊爾繼續在1954年以鉅著導出進階的融合步驟,指出恆星如何合成從碳至鐵的元素。

  結語· 生命來自初代恆星的灰燼

  像我們太陽這樣一顆恆星,其壽命大約爲100億年。而質量爲太陽10倍得恆星,在數千萬年的時間內就可以燃燒殆盡!

  這主要是由於質量越大的恆星,核聚變反應越劇烈,從而壽命越短。在宇宙演化的早期,大質量的恆星比比皆是,但很快就燃燒殆盡,其灰燼形成了下一代恆星和行星,以及生命。

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