恒星的一生是怎样演化的,太阳会不会变成黑洞呢?

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-04
黑洞是怎么形成的

3分钟涨知识——一图看懂黑洞——装逼就此开始










200多年前,伟大的科学家牛顿正在苹果树下休息,忽然,一个熟透了的苹果掉在他身旁,激发了他的灵感,促使他发现了地球的引力。对天体来说,质量大的天体,它的引力也大。如月球的质量比地球小得多,因此月球的引力也小。一个在地球上重75公斤的人登上月球,他的重量变成12.5公斤了。还有这么一个特殊的天体,它的质量比太阳还要大得多,所以它的引力也超常的巨大,无论什么物体只要靠近它,就会被它吞没,就连速度很快的光线也无法逃脱,被它紧紧地吸住,不能再出来。正因为光线也会被它吞没,所以我们就看不见这个特殊的天体,天文学家就把它叫做“黑洞”。一切物体只要被它吸进去就再也出不来,就像掉进无底洞一样,只进不出。
实际上黑洞并不是一个实在的星球,而是一个天区,黑洞的物质都集中在这个天区的中心,它有极强的引力。被吸进去的外来物体就像水流入下水道那样,成螺旋状地被卷进去。由于摩擦生热,物体进入黑洞后,黑洞的温度可升高到几百万度。另外,物体在进入黑洞永远消失之前,会发射出粒子束,如X射线。科学家们用仪器去测试这种X射线,从而探寻黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢?我们知道,天体受到两种力的约束,一是向内的引力,一是向外的压力。如果压力大于引力,天体就膨胀。反之,引力大于压力,天体就会坍缩。绝大多数的恒星是由氢和氦组成的,而氢是核反应所需要的重要元素。恒星内部不停地进行核聚变反应,产生向外膨胀的压力。一颗比太阳大的恒星,核聚变反应所产生的压力能与引力相抗衡。一旦恒星内部进行核反应的材料用完后,巨大的引力会使恒星向内坍缩,就像房屋断了横梁和支柱后,会向中心坍去。天体坍缩时,体积迅速缩小,而它的密度却迅速增大,这时所形成的特殊天体就是黑洞。
黑洞原先是通过严格的物理规律预言出来的。但是,最近美国宇航局所属的戈达德空间飞行中心的科学家分析了天文卫星从黑洞的X射线所获得的数据后,发现NGC3516星系中心近旁铁原子的X射线光谱揭示,有物质以每秒2917公里的速度,被吸入星系内不见了。科学家指出,这是人们第一次观测到黑洞吸进物质的直接证据

目前太阳处于主序星阶段,预计在55亿年后会逐渐演化为红巨星,再演化为白矮星,最后逐渐冷却为黑矮星;我们的太阳质量太小,不能直接演化为黑洞。

主序星时期

一颗恒星的演化历程,会因为自身质量的不同而有很大的区别,我们太阳属于中等质量偏下的恒星,目前已经有45.7亿年的历史。

根据恒星形成与演化理论描述,太阳这样质量的恒星,在主序星时期的寿命大约为110亿年,主要进行着氢元素向氦元素的聚变,内部温度逐渐升高,目前太阳内部温度大约为1500万度。

红巨星时期

当太阳的氢元素耗尽得差不多时,内部温度将达到一亿度,就会发生氦元素的聚变,聚变生成氧元素和碳元素,释放的能量将继续使得太阳内部温度升高,体积会增加许多倍,从而演化为红巨星,红巨星甚至会吞没地球轨道。

处于红巨星时期的太阳,是非常不稳定的,每过数万年会发生一次氦闪现象,每次氦闪会释放大量能量,把太阳大气吹向四周,形成一团行星状星云,该过程会持续数亿年的时间。

在红巨星内部,碳元素和氧元素聚集,相当于一颗白矮星雏形,当氦元素燃烧耗尽之后,无法继续聚变为铁元素,太阳就只剩下中心的白矮星。

白矮星时期

一旦白矮星形成,太阳内部的核聚变反应就基本停止了,白矮星刚形成时,表面温度高达十几万度,密度高达每立方厘米0.1~10吨重,然后白矮星会花费数百亿年的时间冷却。

等到白矮星的温度冷却到几百摄氏度时,就可以称之为黑矮星,黑矮星基本就是恒星的坟墓——这就是我们太阳的未来。

特殊情况

不过还有一种情况,就是处于白矮星的太阳,如果意外捕获了其他大质量恒星,就有可能形成密近双星系统,此时白矮星会源源不断地吸取恒星的外层物质,当白矮星达到1.44倍太阳质量时,就会以超新星爆发的方式结束生命。



从红巨星到白矮星。当恒星的氢元素燃烧殆尽的时候,就会变成体积超大的红巨星,当红巨星中的氦元素燃烧殆尽的时候,就会变成体积很小的白矮星。不会变成黑洞,太阳在白矮星期间,如果吸取了其他恒星的能量,达到其体积的数倍以后就会发生大爆炸。

以太阳为例:原恒星→主序星→红巨星→白矮星→黑矮星。质量小于太阳太阳质量的0.08倍:原恒星A→棕矮星大于太阳质量的1.44倍:原恒星→主序星→红巨星→(超)新星→中子星(行星星云)→黑矮星大于8倍太阳质量:原恒星→主序星→红色巨星→红色超巨星→脉动变星→超新星→黑洞/中子星→黑洞蒸发/黑矮星大于太阳质量的120倍:核聚变强烈,极不稳定,易于分解

恒星的一生分为形成期,稳定期,和晚期这样一个演化过程。不同类型的恒星有很多,他们的形成和演化不尽相同,晚期也有几种可能。
所有的恒星都算是气态星球,是一个球形发光等离子体。恒星遍布整个宇宙,单单一个银河系就大约有3000亿颗,我们的太阳就是其中之一。并非是所有恒星最终都会成会黑洞,是根据自身质量大小来决定的。 太阳并不一定会变成黑洞。

恒星的一生是怎样演化的?
答:恒星的生命分为形成期,稳定期和晚期。太阳诞生以来,太阳诞生以来到现在 也就损失了差不多100个地球的质量。恒星的寿命根据自身密度和体积不同,成正比关系,密度体积越高寿命越长 ...

恒星的演变,从超巨星到白矮星,到底经历了怎样的抉择?
答:中子星,黑洞。恒星核心质量小于太阳1.44倍的恒星将会演化为白矮星。核心质量大于1.44倍太阳质量而小于3.2倍太阳质量,整体为太阳8-15倍质量将演化为中子星,核心超过3.2倍太阳质量,演化为黑洞。这就是恒星的一生。

恒星的生命历程是怎样的?请尽可能简洁
答:的确,在宇宙中满足生命形成与演化所必需的地方,即使不是唯有地球,也是很少的,地球所绕转的太阳是恒星中少有的单星,例得它外围有稳定的生态圈存在;太阳又是第二找恒星,使得其行星从一开始形成就有生命所必需的碳,氧...

恒星的一生是怎样的一个过程?最后是不是都成为黑洞?
答:→ 中子星(行星状星云)→ 黑矮星大于8倍太阳质量:原恒星 → 主序星 → 红巨星 → 红超巨星 → 脉动变星 → 超新星 → 黑洞/中子星 → 黑洞蒸发/黑矮星大于120倍太阳质量:核聚变过于剧烈,极不稳定,易解体 ...

恒星是怎样演化的?如题 谢谢了
答:恒星的一生是怎样的 恒星通常是在星际气体中诞生的。在宇宙中,当星际气体的密度增加到一定程度时,由于其内部引力的增长大于气体压力的增长,这团气体云就开始收缩。这样的倾向一开始,其自身引力使巨量物质的密度普遍增大。...

太阳还有多久的寿命
答:科学经过几百年的发展,目前已经可以回答这个问题,在恒星结构演化理论中,可以定量分析恒星一生的演化过程,我们太阳属于黄矮星,算是小质量恒星,这样的恒星在宇宙中非常普遍。恒星的演化分为主序星阶段和红巨星阶段,在恒星...

恒星的演变过程
答:恒星的归宿因初始质量不同而有三种不同的结局,即白矮星、中子星和黑洞。恒星演化原因 20世纪30年代,物理学家从理论上发现,原子核反应会产生巨大的能量。用这种理论来研究太阳的能源,发现太阳的能源正好可以用核反应来解释...

恒星是怎样形成的?太阳一生的演化过程又是怎样的?星系是如何形成...
答:电磁力再也阻挡不了高温高速奔跑的原子核,强子在瞬间结并发出巨大的能量——这就是核聚变,也是宇宙中所有的恒星的诞生方式 。———虽然太阳稳定的燃烧了几十亿年,但它终究不是永恒的,...

谁能告诉我星球的变化历程会经历哪些
答:依据理论,重质量恒星在演化末期,核心区域的质量如果在二至三个太阳质量之间,则强大的重力会把物质挤压成为中子。此时星球直径约为三十公里左右,强大的中子简并压力挡住了重力,星球不在收缩成为一个中子星。说到这里,中子星的故事并不完整...

星体是怎样演化的?
答:太阳经过五十亿年以后会先是膨胀成一个巨大的红巨星,因为太阳体积和质量在恒星里算小的,所以膨胀到一定程度后会爆炸然后缩聚成一颗白矮星。质量更大的恒星会变成一个中子星,质量更巨大的就可能会变成密度更大的黑洞了。普...