恒星发光的原因是什么
恒星是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体,为什么恒星会发光呢?小编就和大家分享恒星发光的原因,来欣赏一下吧。
恒星发光的原因
恒星发光是因为其中心区域温度高达上百万度。恒星的能量都是以热量的形式从中心区域流向表面,再由表面向天空辐射的。恒星中心的温度之所以那么高,是因为使星体各部分紧密结合在一起的引力不断积压整个星球,使其温度不断上升的结果。
如果仅仅是引力作用的话,那么每颗星星都会很快被挤压成一个很小的,质量很大的星体,形成拥有强大引力的黑洞。这种结果并没有发生是因为在恒星中心有“核聚变”过程的发生,也正是他的作用星体才会发出耀眼的光芒。
在原子核中,质子和中子被强大的核力束缚在一起。这种里只有在很小的距离内才会发生,大约10的负13次方厘米。如果两个原子核之间的距离达到了质子般的大小时,强大的核力就会使他们聚合成一个新的原子核。但一般原子核很难达到怎么小的距离,所以核聚变不容易发生。
当温度高达近开氏1000万度时,原子核做高速运动,尽管有电斥力的存在,高速运动的原子核经过相互碰撞还是可以达到十分接近,直到引发核聚变。核聚变过程中,粒子将质量转化为能量。
两个质子相互碰撞发生聚变,产生一个氚核,一个正电子和一个中子。正电子很快和电子相遇,并且同时消失,将质量全部转化为运动能量。中子则携带能量逃离,不与任何形式的粒子发生还应。但一个氚核,一个正电子和一个中子的质量和并不等于两个质子质量的和,而是要小,大约有1%的质量消失,转化为运动能量。他满足爱因斯坦著名的质量与能量的方程,即E=MCC (C为光速)恒星发光的秘密就在这种由于质量消失而产生的运动能量。
核聚变仅发生在星体的中心是因为只有中心才有引发核聚变的温度。高温必然有粒子的高速运动,使核聚变能发生,而核聚变的发生又释放出能量。这种运动的能量与恒星的收缩引力保持平衡,因此,恒星才不会坍塌毁灭,核聚变也能不断的发生进行下去。
恒星的中心温度高达几千万度,在表面附近也有几千度。由于和聚变的连续发生,一个成年的恒星通过发光向太空放出的能量等于他中心核聚变所产生的能量。尽管这需要近100万年的时间从星体中心流动到表面。
恒星是什么
恒星是大质量、明亮的等离子体球。太阳是离地球最近的恒星,也是地球能量的来源。白天由于有太阳照耀,无法看到其他的恒星;只有在夜晚的时间,才能在天空中看见其他的恒星。恒星一生的大部分时间,都因为核心的核聚变而发光。核聚变所释放出的能量,从内部传输到表面,然后辐射至外太空。几乎所有比氢和氦更重的元素都是在恒星的核聚变过程中产生的。恒星天文学是研究恒星的科学。
天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动,可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。其他特征,包括 直径、自转、运动和温度,都可以在演变的历史中进行测量。描述许多恒星的温度对光度关系的图,也就是赫罗图(HR图),可以测量恒星的年龄和演化的阶段。
恒星诞生于以氢为主,并且有氦和微量其他重元素的云气坍缩。一旦核心有足够的密度,有些氢就可以经由核聚变的过程稳定的转换成氦。恒星内部多余的能量经过辐射和对流组合的携带作用传输出来;恒星内部的压力则阻止了恒星在自身重力下的崩溃。一旦在核心的氢燃料耗尽,质量不少于0.5太阳质量的恒星,将膨胀成为红巨星,在某些情况下更重的化学元素会在核心或包围着核心的几层燃烧。这样的恒星将发展进入简并状态,部分被回收进入星际空间环境的物质,将使下一代恒星诞生时正元素的比例增加。
恒星并非平均分布在星系之中,多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星,如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星集团。当两颗双星的轨道非常接近时,其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响,例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。
恒星的直径
由于和地球的距离遥远,除了太阳之外的所有恒星在肉眼看来都只是夜空中的一个光点,并且它们进入到地球的光受到大气层的扰动,在人眼中看到就是恒星在“闪烁”。太阳也是恒星,但因为很靠近地球所以不仅看起来呈现圆盘状,还提供了白天的光线。除了太阳之外,看起来最大的恒星是剑鱼座R,它的是直径是0.057角秒。
我们对恒星的了解大多数来自理论的模型和模拟,而这些理论只是建立在恒星光谱和直径的测量上。除了太阳之外,首颗被测量出直径的恒星是 参宿四,是由亚伯特·亚伯拉罕·米歇尔森在1921年使用威尔逊山 天文台100吋的胡克望远镜完成(约1150个太阳直径)。
对地基的望远镜而言,绝大多数的恒星盘面都太小而无法察觉其角直径,因此要使用干涉仪望远镜才能获得这些恒星的影像。另一种测量恒星角直径的技术是掩星:这种技术精确的测量被月球掩蔽时光度减弱的过程(或再出现时光度回升的过程),依此可以计算出恒星的视直径。
恒星的尺寸,从小到只有20公里到40公里的中子星,到像 猎户座参宿四的超巨星,直径是太阳的1150倍,大约16亿公里,但是密度比太阳低很多。目前观测到的体积最大恒星是大犬座VY,体积约为太阳的100亿倍,质量达50倍太阳质量。