氢氦消耗殆尽后的太阳会变成什么样恒星最

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地球因为太阳而富有生机,人类每天都在接受太阳的恩泽,太阳创造了能量,创造了生命,对人类而言太阳的伟大不言而喻,每天清晨出生太阳火红火红的从东边的地平线上冒出来,美丽壮观,幸福的一天开始了,沉浸在幸福之中的我偶尔会手搭凉棚,抬头看看这耀眼的大火球,“你是那样的高高在上,圣神庄严,人的一生不过几十秋,最终化为尘土,那你的最终归宿又是什么呢?你的命运又是如何呢”

伟大的太阳

我终于踏上了探索之旅,探求恒星最后的归宿,最终却得到了一个更加广阔的天地。下面听我慢慢跟你一起去看看恒星的结局。

太阳通过自己的氢聚变成氦,释放出能量,根据爱因斯坦的质能方程E=mc,太阳通过这样消耗自己质量的方式成为太阳系最耀眼的天体,可终有一天太阳的质量会消耗殆尽,这是一个怎样的过程,随着太阳质量消耗,太阳就没有多余的氢提供这个聚变反应了维持平衡,这时候太阳的核心没有足够的能量对抗引力的坍缩,于是核心收缩,随之而来太阳内部压力变大,体积变小,温度升高,温度升高又为太阳的进一步变化提供了环境,此时,剩余的材料在巨大的压力和温度下聚变加快,太阳在这个过程中会越变越热,温度越来越高,大约数十亿年之后,太阳的热辐射在地球上形成高达摄氏度的温度,海水江河沸腾,我们赖以生存的星球成为了不适人类居住的星球,就如同金星一样,赐予万物生命的太阳最终也成为了万物的终结者。但是太阳的命运还在继续。

银河系

在经过50亿年后,太阳核心的聚变反应完全停止,太阳核心急剧收缩,此时温度将从万摄氏度变为1亿摄氏度,太阳的外壳收缩至此温度内,重启核聚变,这是一次巨大的能量释放,使得太阳的体积膨胀到现在直径的倍,首当其冲的是水星,彻底被太阳吞没,接着金星,随着体积越来越大,太阳表面温度开始降低,变成了一个巨大的红巨星。

在红巨星的核心中,由于温度的持续升高,创造了一个更好的反应环境,此时红巨星已经没有了氢,但是存在由聚变产生的氦,氦在这样高温下发生氦聚变成碳和氧,如果这样的红巨星是质量相对太阳较小的恒星,则起引力坍缩造成的压力和温度就不能足以是碳继续发生聚变了,这样,当所有的氦消耗尽了,红巨星收缩成一个和地球太阳系一般行星大小的致密的碳-氧核,这就是太文学家定义的“白矮星”由于没有持续的加热反应,最后白矮星冷却成为一个黑矮星,孤寂,荒凉。

白矮星

但是如果这个恒星的质量是太阳质量的10倍左右,内部有足够的质量产生的引力,那就会使另外一番模样,他们最初的过程相似,随后他不会变成红巨星,会变成比红巨星还要大得多的红超巨星,红超巨星的直径至少是太阳的0倍,他也是我们在夜晚抬头能看见的最明亮的恒星,如猎户座的参宿四。天蝎座的星宿二,他与红巨星最大的不同是核心内部,红超巨星产生的引力坍缩造成更高的温度和压强,足以产生提供碳继续进行聚变的环境,碳核聚变产生了镁元素和氧,当碳消耗殆尽维持的热力消失,红超巨星进一步坍缩,产生更高的温度和压强,此时,氧开始聚变成硅和氖。

这是一个循环过程,每当一种元素没消耗尽,便开始一次大坍缩造就温度更高的环境,产生新元素,这一个过程最终的结局是我们最熟悉的铁,铁在元素后期表中是最稳定的元素,他不在发生核聚变,红超巨星最后看起来像一个哈密瓜,核心中间是大量的铁,周围还残存着尚未被利用的其他元素,此时已经没有任何力量阻止恒星抵抗引力坍缩了。命运已经注定。

那么坍缩后又变成了什么呢?让我们先回到中国天文历史的年,那一年中国的天文学家观测到一个现象,他们称之为“客星”,它看起来突然在天空中某个地方出现,时间长达一个月之久,更为惊奇的是这颗客星在白天都能看到,亮度之大可想而知,后来他开始逐渐暗淡,大约年后彻底消失在人们的视野中,今天的天文学让我们解开了故事神秘的面纱,他发生在位于金牛座的蟹状星云,他们目睹了一次超新星爆炸,宇宙中最激烈最活跃的事件之一,而这颗超新星爆炸开始于红超巨星的中心形成的致密铁核。

蟹状星云

这个爆炸源于正在坍缩的铁核,由于无法抵抗引力作用,核心会在不到一秒的时间内以0.25光速的速度坍缩,而这一个过程会同时向外以同等速度发出冲击波,将这个红超巨星的外壳撕裂并爆炸开来。爆炸的力量强大到使得一些原子撞入变得原子中,创造出了新的元素,如,金、铯、镭、银等比铁还要重的元素,宇宙中的元素周期表组成物质从这里产生,红超巨星之前产生的元素与爆炸之后产生的元素通过爆炸的传递方式统统送人星际空间,这些元素最后会形成新的恒星和行星的一部分,我们脚踩的泥土,眼里的花花草草,身体里的钙、铁、锌、硒,身上佩戴的金银细软都是从这些产生的,地球的物质形成也来源于此,如果没有超新星行爆炸,就不会有我们的存在。

红超巨星

如果这个恒星体积是太阳的30倍左右,事情发展到这还会有另外的结果,在蟹状星云的中央,是恒星留下的废墟,他致密铁核因引力作用下发生变形,几乎坍缩殆尽,铁在极大的压力和温度下被击碎,最终都变成了中子,这个中子就是原子中存在的中性粒子,这就形成了一颗周围环绕着超新星遗迹的中子星,核心内部中子星形成,曾经那个直径是地球十万倍的红超巨星最终成为了一个还没有伦敦大的小球,巨大的质量被压缩到如此小的空间,这也使得一勺中子星的物质质量就重达0万吨。

中子星

随着不断收缩,中子星自转不断加快,磁场变得更加强大,超高温的物体变成强大的无线电波,通过高速旋转的中子星两极向宇宙空间传播能量、信息。这让中子星成为了宇宙中的灯塔,如果地球上的我们恰好位于无线电波传播方向上,就能接收到有规律且重复的无线电波脉冲,我们把这样的天体称为脉冲星。

宇宙速度

如果是一个质量更大的恒星,最终会变成什么呢?让我们继续往前走,我们先来研究一下什么叫逃逸速度,第一宇宙速度,7.9km/s。是人造卫星围绕地球作圆周运动的速度。第二宇宙速度11.2km/s,逃逸地球引力的速度,第三宇宙速度,16.7km/s,逃逸太阳引力场的速度,质量越大需要逃逸的速度就需要更大,一个天体越大,物质排列越紧密,从地球,木星、太阳、白矮星、中子星他们的逃逸速度以此递增,然而,最大的那些恒星的核心坍缩以后会变成一个密度极高的物体,其逃逸速度甚至比光速还要高,因为没有什么速度能超过光速,所以这样坍缩成的天体连光都不能从他身边逃逸出去,他就是“黑洞”,巨大的恒星最终成为了黑洞。

黑洞

黑洞之后是什么,根据广义相对论,严格来说,恒星的核心最终会坍缩成一个体积无限小,密度无限大的点,落入黑洞的事物都会被吸收到这个点里,时间和空间都在此次完结,我们称它为“奇点”

奇点

不同质量的恒星有不同的归宿,尽管时间是如此的漫长,但是和人类的命运又有什么实质区别呢,人类因为恒星创造了文明,发展了科学,探索了宇宙,一路走来波来壮阔,离宇宙是如此的近,一切源于奇点产生的时空载体,在这段宇宙时空里,文明人类如此渺小,思想却超越了宇宙界限。珍惜当下,愿你一生醒来的每一个清晨都有一束灿烂的阳光洒进你的屋子来。



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