恒星 大质量恒星的演化,在哪些方面与太阳类似,又有哪些不同?


恒星 大质量恒星的演化,在哪些方面与太阳类似,又有哪些不同?
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恒星 大质量恒星的演化,在哪些方面与太阳类似,又有哪些不同?


谢邀 。 大质量恒星演化过程与太阳演化过程前期基本相似 , 生命周期与后期生命终结过程相差较大 , 结果也不一样 。
不管大小恒星的生成都是起源于一坨巨大的分子云 。 分子云本身的引力会导致从弥漫状态渐渐向中心聚集 , 如果受到天体事件的扰动 , 比如超新星大爆炸、天体大碰撞等引力波的扰动 , 这种聚集就会加快 。
随着收缩越来越紧密 , 中心的压力会越来越大 , 温度越来越高 , 中心的引力会越来越大 , 坍缩的速度成数量级加快 , 终于温度和压力达到了临界点 , 引发了这坨收缩越来越紧密巨大分子云中心的氢核聚变 , 一个恒星胚就诞生了 。
这种中心核聚变的膨胀张力与引力巨大的压力相抗衡 , 会有一段拉扯过程 , 最终这个恒星内部的核聚变当量会与恒星的质量压力取得一个平衡 , 这个恒星的主序星阶段就形成了 。
所有恒星的形成都大致如此 。 恒星的主序星阶段最长 , 约占恒星寿命的90%时间段 。
恒星的形成有一定的质量限制 , 太大和太小质量都难以形成恒星 。 而且恒星寿命与质量密切相关 。
恒星质量应该符合一定的范围 , 质量太大或太小都无法成为恒星 。 最小的恒星质量应大于太阳质量的7% , 达不到这个质量 , 中心引力压力不足以引发核聚变 , 所以形成不了恒星;最大的恒星质量不超过300个太阳质量 , 质量太大 , 中心核聚变的张力和收缩的压力就很难取得平衡 , 恒星很难稳定下来 , 中心的引力抓不住外围的气体物质 , 质量会损失很快 。
恒星的寿命与质量成反比 , 质量越大的恒星寿命越短 , 比如目前已知最大质量的恒星叫r136a1 , 是太阳质量的265倍 , 寿命只有300万年 , 现在已经170万岁了 , 还有约130万年就会寿终正寝 。
我们太阳是一颗黄矮星 , 像太阳这样质量的恒星寿命一般在100亿年左右;而比太阳小的红矮星一般都有几百亿年到上万亿年的寿命 , 由于它们寿命特长 , 至今在宇宙中还没有发现任何垂死的红矮星 。
质量不同的恒星死亡方式和结局也不一样 。
太阳的死亡过程是先变成一个红巨星 , 最终成为一个白矮星 。
太阳现在的年龄约50亿岁 , 再过约50亿年就会寿终正寝 。 届时太阳中心的氢元素消耗殆尽 , 全部聚变成了氦 , 氢核聚变停止 , 维持压力平衡的核聚变张力消失 , 外围的巨大压力开始急剧向中心挤压 , 巨大的压力导致了氦核的聚变 。
这时中心热力膨胀力大大增大 , 巨大的热力催动了外围的气体膨胀 , 太阳变成一个红巨星 , 半径扩大了200~300倍 , 吞噬了水星和金星 , 地球或被吞噬或被烤焦 。 最后 , 中心所有的氦都聚变成了碳 , 聚变停止 , 中心急剧收缩 , 成为了一个只有地球大小的白矮星 , 重力达到每立方厘米1~10吨 。
这时的引力已经不足以聚集外围的气体 , 这些外围的气体就渐渐飘散到太空 , 成为新的星云 。
硝烟散尽 , 一个白色炽热小小的白矮星出现在深邃黑暗的太空中 , 然后慢慢冷却变成一个黑矮星 。
大质量恒星死亡后会变成一个中子星或者黑洞 。
比太阳质量大7倍以上的恒星 , 死亡后就会发生超新星大爆炸 , 中心残留部分会收缩为直径只有10~20千米的中子星;而大于太阳质量29倍的恒星死亡时超新星大爆炸后 , 中心残留部分会形成一个黑洞 。
大质量天体会发生超新星大爆炸以及变成中子星或者黑洞 , 是因为在恒星中心完成氦核聚变成碳后 , 不会像太阳一样停止下来 , 由于其质量导致的巨大的压力 , 还会使核聚变一直轮换下去 , 一直到26号元素铁为止 。 由于铁特别的稳定性 , 聚变就停止了 , 巨大的压力将外围物质以接近光速的速度向中心坍缩 , 遇到坚硬的铁壁被同样速率反弹回来 , 就发生了超新星大爆炸 。
这个高压高温的瞬间 , 会聚变产生一些更重的元素 , 如金银等 , 人间财富就是这么来的 。
大爆炸以后中心残留的物质根据质量大小 , 就会压缩成中子星或者黑洞 。
当留下的质量大于1.4个太阳质量时 , 就会压缩成一个中子星 。 中子星是处于中子简并态的特殊天体 , 中子简并压抵消掉了重力压力 , 所以就维持了星球的平衡 。 如果大爆炸后遗留的质量大于太阳的2~3倍 , 中子简并压就无法抵消更大的引力压力 , 就会继续收缩 , 所有物质坍缩到史瓦西半径以内 , 就无限的向中心那个奇点坠落 , 最终成了一个黑洞 。

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