关于恒星聚变的问题。看的相关资料与知识都是说恒星先燃烧氢,氢聚变为氦的过程中释放能量维持燃烧,当恒星的氢元素完全燃烧殆尽的时候就...
关于恒星聚变的问题。
看的相关资料与知识都是说恒星先燃烧氢,氢聚变为氦的过程中释放能量维持燃烧,当恒星的氢元素完全燃烧殆尽的时候就开始燃烧氦,我想知道,为什么当恒星的氢耗尽后才开始燃烧氦?恒星内部的氢聚变为氦的时候,氦不可以用来发生聚变吗?为什么当氢耗尽后才开始氦聚变?这其中的原因是什么?是核心温度的原因?恒星在氢聚变时期的核心温度不足以使氦发生聚变?值得注意的是,不同质量的恒星能引发的核聚变程度不同,太阳主要为氢—氦聚变和小部分碳循环,重一点的会引发炭—氧—镁聚变,再重的会引发下一轮聚变。总的顺序简略依次为:氢—氦—炭—氧—镁—硅—铁。但无论恒星多重,最终的聚变结果只能是铁,恒星内部不能产生比铁更重的原子核!
更重的原子来自新星爆炸,瞬间的巨大能量会产生更重的原子核。
凡是元素周期表上有的,都是在恒星大炼炉里形成的,铁以后的原子核,只能在超爆中产生(人工合成的元素除外)。
长话短说,铁前元素都可以进行核聚变,关键是看决定性的条件,包括温度与压力,只要突破临界点,聚变就会产生,其实氢弹就是利用的这个原理。
因此,当一个恒星的体积超大时,那么在不同的温层和压力层会出现不同的聚变反应,这就是蓝超巨星为什么被理论物理学家们形容成“洋葱皮”的道理。即在一个蓝超巨星或极大质量的主序段的恒星(如WR恒星)的内部,氢聚变、氦聚变、锂聚变等等是同时进行着的,只是各自在不同的层。
您说的只有当氢耗尽后氦核聚变才发生的是类似于太阳这样的小质量的恒星,因为只有在那时温度和压力才达到促成“氦闪”发生,特别是中心收缩产生的压力。而更小的恒星如红矮星由于自身质量不够,氢耗尽后中心收缩产生的势能与压力均不足以促成氦闪,因此就不会有氦核聚变产生,最后不会形成新星,只会逐渐冷却直到成为一颗黑矮星。
原创文字,希望能帮到您!^_^
壮观的猎户座,除左上的参宿四是红超巨星外,其余的六颗均为蓝超巨星,其中中间左边的参宿一是我们肉眼可见的极少数极蓝的O型星之一,而右下那颗蓝白超巨星参宿七是体积巨大的蓝巨星之一。
理论上质子-质子合成(也就是氢聚变)时,氦核就有参与核聚变的过程,但是产物继续反应,生成其他的重核,但这个重核不够稳定,继续衰变成为相对稳定的氦核,相当于一个中间过程,从结果和产物上看,并没有产生氦聚变。
原因是在于温度和物理条件,氢没有反应完之前,氦聚变产物没有足够稳定的重核。
直到氢耗尽之后,恒星塌缩造成核心温度升到到足以产生碳核这样的稳定重核,才会有持续的氦核反应。
还有一个问题是,除了氢核聚变有比较多的实验数据,这方面的理论尚无其他可靠的实验证实,大部分靠理论计算或间接证据,并且恒星生命周期非常长,人类只能根据短时间内观测到的不同天体现象来归纳总结,无法对一个具体对象进行长期研究。
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恒星晚期爆炸后,会形成二代星,然后还有三代星?
恒星晚期爆炸后,会形成二代星,然后还有三代星?rnrn我想了解一下这个过程。rnrn有没有相关视频? 或者,如果搜索?才能找到?至于视频楼主直接在百度视频或在土豆网都可以找到,下面是土豆网里有关银河系与恒星演化的一段视频,输入“恒星演化”之类的关键词可以找到,楼主可以自己再寻找其他
http://www.tudou.com/programs/view/GEWh06CQNDo/
再补充网上找到的一些文字内容:
主序星阶段之后,恒定的演化历程终将结束,熊熊烈焰熄灭后,恒星将化为余烬。当所有的氢都变成了氦时,核心的火就没有足够的燃料来维持,恒星在主序阶段的平静日子就到了尽头,大动荡的时期来到了。
一旦燃料用光,热核反应的速率立即剧减,引力与辐射压之间的平衡被打破了,引力占据了上风。有着氦核和氢外壳的恒星,在自身的重力下开始收缩,压强、密度和温度都随之升高,于是恒星外层尚未动用过的氢开始燃烧,外壳开始膨胀,而核心在收缩。
在大约一亿度的高温下,恒星核心的氦原子核聚变成为碳原子核。每三个氦核聚变成一个碳核,碳核再捕获另外的氦核而形成氧核。这些新反应的速度与缓慢的氢聚变完全不同。它们像闪电一样快地突然起爆(氦闪耀),而使恒星不得不尽可能地相应调整自己的结构。经历约一百万年后,核能量的外流渐趋稳定。此后的几亿年里,恒星处于暂时的平稳,核区的氦在渐渐消耗,氢的燃烧越来越向更外层推进。但是,调整是要付出代价的,这时的恒星将膨胀得极大,以使自己的结构适应于光度的增大。它的体积将增大十亿倍。这个过程中恒星的颜色会改变,因为其外层与高温的核心区相距很远,温度就低了下来。这种状态的恒星称为红巨星。
红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮,因为它们的体积非常巨大。肉眼能看到的最亮的星中有许多就是红巨星,如参宿四、毕宿五、大角、心宿二等。我们的太阳在五十亿或六十亿年后也将变成一个红色“巨人”。当核心的氢耗完时,太阳就开始膨胀,那时水星将化为蒸汽,金星的大气将被吹光,地球上的海洋将沸腾。然后太阳还会继续膨胀,并将地球纳入它的势力范围。地球被烧焦的残骸会继续在巨型太阳灼热而极稀薄的大气里转圈。红巨星外层物质的密度比地球实验室里能得到的最好真空还要低得多。
在恒星大膨胀成为红巨星,热核反应速率也不可逆转地衰减之后,恒星吹出气体并收缩到地球那样大小,即几千公里直径。物质的浓缩使得星体表面温度大为升高,以至真正成为白热。小尺度和高表面温度这两个特征,使这种星得名为白矮星。
白矮星是中等质量恒星演化的终点,在银河系中随处可见。它的质量越大,半径就越小。由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出辐射的同时,也以同样的速率冷却。但是,白矮星本性节俭,它在形成后要经过数十亿年的冷却时间。白矮星的变暗过程是如此之慢,自一百五十亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来,恐怕还没有一个黑矮星形成,这里需要极大的耐心。太阳正处在其主序阶段的中点,还要经过五十亿年才到行星状星云那样的“高龄”,它将再短暂地活跃十万年,然后成为一颗白矮星并在一百亿年中缓慢地死去,最后作为一颗黑矮星而永存。
离开主序时质量超过八倍太阳的恒星能制造重原子核。在温度升到六亿开氏度时,碳保不住了,相互猛撞并聚合成氖和镁。一条“生产线”就此建立,因为每个新的热核反应都能释放更多的能量,使温度升得更高,从而导致新的转变。然而核转变并不能就无限制地继续,反应的洪流最后都朝着一个元素汇集:铁。铁是大质量恒星核心的最后灰烬。与此同时恒星还不断地膨胀其外壳以调节平衡,它会膨胀到一个异常巨大的尺度,成为红超巨星。红超巨星是宇宙中最大的恒星。如果把这样一个星放在太阳系中心,它将吞没包括远在五十亿公里外的冥王星在内的所有行星。
虽然铁核的温度在十亿度以上,却没有能量从中流出。它不足以使超巨星维持引力平衡,铁核就会被压得更紧密,使其中的电子处于简并态。当简并电子的巨大压力能暂时地支持外层的重量时,恒星活动会出现一个间歇。但是当核心里铁和简并电子的质量超过一点四个太阳质量时,电子已简并的核突然塌陷,剧烈收缩,在十分之一秒内温度猛升到五十亿度。涌出的光子带有的巨大能量将铁原子核炸开,蜕变成氦原子核。这个过程叫光致蜕变。光致蜕变使原子核破裂并吸收能量,恒星核心的平衡发生了前所未有的急剧变化,越来越不能抵挡无情的重压,温度持续上升,直到氦核本身也蜕变为其基本成分:质子、中子和电子。在高温下电子变得更不能阻挡压缩力,在零点一秒内,它们被挤压到与质子结合在一起。二者的电荷相中和,变成为中子,同时迸发出巨大的中微子流。中子的“占据体积”要小得多,两个中子之间的间隔,可以小到十的负十三次方厘米,也就是说,中子可以相互碰到。于是,中子化就伴随有一场物质的内向爆炸和密度朝着简并态的巨大增长。恒星的密度达到每立方厘米十的十四次方克,相当于在一只缝纫顶针里有一亿吨的质量。恒星核里再没有任何“真空”留下,恒星核就成了一种主要由中子组成的巨大原子核,这种远比白矮星紧密的新的物质简并态,就叫做中子星。
在某些质量远大于太阳的恒星的已简并的核心,继续发生着坍缩,但最终形成的并不是中子星,而是黑洞。
没有东西能从黑洞逃逸,包括光线在内。黑洞可从大质量恒星的死亡中产生。一颗大质量恒星坍缩后,当其引力大得无任何其他排斥力能与之相对抗时,恒星被压成了一个称为“奇点”的孤立点。有关黑洞结构的细节可用爱因斯坦解释引力使空间弯曲和时钟变慢的广义相对论来计算。奇点是黑洞的中心,在它周围引力极强。黑洞的表面通常称为视界,或叫事件地平(Event Horizon)、“静止球状黑洞的史瓦西半径”,它是那些能够和遥远事件相通的时空事件和那些因信号被强引力场捕获而不能传出去的时空事件之间的边界。在事件地平之下,逃逸速度大于光速。这是一种人类尚未得到直接观察证实的天体现象,但它已被一些著名的理论天文学家如霍金等在数学模型方面研究得相当完善
太阳死后
http://v.blog.sohu.com/u/vw/2138574
恒星演变过程
氦闪是什么?太阳发生了氦闪地球会有什么后果?
氦闪光他其实是一种强烈的天体活动,主要发生在恒星主序列星期的末尾,为什么氦闪光发生在恒星中,恒星是可以在宇宙中发光和加热的天体,恒星的光和热都来自恒星上方的聚变反应。在恒星的主序列阶段,聚变反应中涉及的元素是氢,因此也称为氢核聚变。氢,作为恒星的主要燃料,并不是无穷无尽的,因为它不是无止境的,所以一定有一天它会用完。
当恒星上的氢元素耗尽时,那么这个恒星他到底会发生什么,当恒星上的氢元素燃烧时,恒星不会因此而熄灭,恒星上的聚变反应将进入一个新的阶段。在恒星高温高压的环境下,氢元素耗尽后会点燃氦元素,因此氦核聚变取代了最初的氢核聚变,并继续保持恒星的光和热。当氦元素被点燃时,氦会发生闪光,氦闪光是一种极强的天体活动,释放的能量非常巨大。
为了对氦闪释放的能量有一个具体的了解,我们可以通过比较来解释它,我们先以太阳为例,太阳是最熟悉的恒星,也是太阳系中唯一的恒星,太阳一直在进行氢核聚变,且氦闪主要发生在低质量星核的红星阶段,这是一种非常短的失控热核聚变,大量的氦通过两个电离过程变成碳。
因为当核心氢耗尽时,这些低质量的恒星不能进行氦聚变反应来抵抗重力的影响,最后,因为氦在量子力学的退化状态下与重力平衡,而不是用热压阻止重力崩溃。当这种氦在堆芯中积累到一定比例时,它将经历强烈的氦聚变燃烧,这种挤压过程导致芯的温度和密度增加。
关于氦闪是什么太阳发生了氦闪地球会有什么后果的问题,今天就解释到这里。
恒星神秘变暗是因为卫星瓦解吗?
开普勒望远镜记录的近100万颗恒星中,很少有像KIC8462852这样引人注目的,KIC 8462852也被称为博雅健星。这项研究表明,它的不规则变暗不是由彗星或未知的巨大结构造成的,而是由一颗废弃的太阳系外卫星的湮灭造成的。
博亚吉安之星,也被称为塔比星,发现于大约130年前。然而,在2021年,路易斯安那州立大学天体物理学家泰伯莎·博亚简(Tabetha Boyajian)首次发现了它不寻常的暗化现象,这颗恒星以它命名。
这颗恒星距离地球大约1500光年,除了间歇性亮度降低之外,它是正常的。据观察,这颗恒星的亮度下降了22%,这种亮度变化可以持续几天或几周。路易斯安那州立大学天文学家布拉德利·谢弗(Bradley Schaefer)收集的档案数据显示,博亚吉安的恒星正在逐渐变暗,亮度在1890年至1989年间下降了14%。
虽然这种现象很罕见,但并不是说我们不会在另一颗恒星周围再次观察到它。尽管我们没有确凿的证据证明太阳系外卫星的存在,天文学家完全有理由相信我们的银河系绝对充满了太阳系外卫星。然而,考虑博亚吉安之星是百里挑一,我们必须有耐心。
恒星最后的归宿有3种,请问在什么情况下才会变成黑洞
小质量的恒星(如太阳),起先会膨胀,在这个阶段的恒星我们称之(红、蓝、白)巨星,然后会塌缩,变成白矮星或蓝矮星,辐射、丧失能量,成为红矮星,再成为黑矮星,最终消失。
大质量的恒星,≥7个太阳密度(8M⊙<M)的恒星则会变成(蓝、白、红)超巨星,它会选择以超新星爆发的形式结束生命,最终会成为中子星或黑洞(古代有记载, 由于超新星光量大,一颗超新星爆发,连续几个月都可以在晚上看书),中子星最终丧失能量,形成黑矮星。而黑洞会向外射粒子,或许会变成白洞,或许会完全蒸发。
一旦停止了核燃烧,恒星必定要发生引力收缩,这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。因此,如果恒星在一?quot;最终"的平衡位形,它必须是一个"冷的"平衡位形,即它的压力与它的温度无关。
主序星核心H耗尽后,离开主序是阶段开始了它最后的历程。结局主要取决于质量。对于质量很小的星体由于质量小,物体内部的自引力并不重要,固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。
当星体质量再大些,直到自引力不可忽略时,这时自引力加大了内部的密度和压力,压力的加大是物质发生压力电离,从而逐渐是固体的电约束瓦解,而过渡为等离子气体。加大质量,即加大密度,此时压力于温度无关,从而达到一种"冷的"平衡位形,等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变:
这里p是原子核中的质子,这样的反应大致在密度达到108 g. cm-3的时候,它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核,原子核中出现过多的中子,导致核结构松散,当密度超过4×1011g. cm-3是中子开始从原子核中分离出来,成为自由中子,自引力于中子间压力达到平衡。如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力,而形成黑洞,但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量,例如恒星风,"氦闪光",超新星爆发等,它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量,因此,恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的,它实际上取决于演化的进程。那么我们可以得出这样的结论。8→10M⊙以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。8M⊙以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞,也就是说,塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到5倍的恒星,最终成为中子星,塌缩的内核质量在太阳5倍以上的恒星,最终成为黑洞。
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