星星

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January 18, 2022

恒星(Ijek. Star)是一个能放射出自身光芒的天体。它呈球状,在等离子体状态(高温下高度电离的气体)主要由氢和氦组成,其他元素仅占一小部分。恒星通过热核反应在其核中产生能量。这种能量通过对流、电磁辐射和粒子传输到周围空间。目前宇宙中存在的大多数比氦重的化学元素原子,以及所有比锂重的元素,都是通过核合成过程在恒星中心形成的。离地球最近的恒星是太阳,它是我们星球的光、热和生命之源。其他恒星(除了一些超新星)仅在夜间可见,因为天空中的亮点由于地球大气层的影响而闪烁。在日常用语中,术语恒星有时被认为是可见的行星,甚至是彗星和流星。除太阳外,离地球最近的恒星是比邻星,距离大约 40 Pm(5 米),或 4.3 SG(光年),或 1.3 pc(秒差距)。这意味着光从这颗恒星到达地球需要 4.3 年。然而,除了这个距离和几倍距离之外,还有其他几颗我们认为最近的恒星(参见最近的恒星列表)。我们的银河系中估计有 2000 亿颗恒星。 Herzsprung-Russell 图显示了亮度和恒星大小之间的关系。据信,在我们宇宙的已知部分中至少有 70 颗六分星(70 000 000 000 000 000 000 000 或 7 × 1022)。大量恒星的年龄约为 10 亿或 100 亿年。有的明星甚至可以达到13颗,70亿年,这是宇宙的近似年龄。根据它们的大小,我们区分微小的中子星(实际上是死星,不比一个小镇大),超巨星(巨星),例如北极星和参宿四,它们比太阳大 1000 倍左右,但甚至更早它们的密度比太阳低得多。 Eta Pramca 是质量最大的恒星之一,其质量是太阳的 100-150 倍。恒星天文学研究显示恒星不同形状/发展状态的恒星和现象。据估计,大多数恒星通过引力与其他恒星相连,从而形成双星(binary star)。还有更大的星团被称为星团或星团。恒星在宇宙中并不是均匀分散的,而是分成更大的恒星群,称为星系。一个普通的星系由数十亿颗恒星组成。

测量单位

虽然恒星参数可以用 SI 单位或 CGS 单位表示,但根据太阳的特性,通常最好用太阳单位表示质量、光度和半径:经度,例如巨星的半径或一半- 双星系统恒星的轴,通常用天文单位 (AU) 表示 - 大约是地球和太阳之间的平均距离(1.5 亿公里或 9300 万英里)。

形成与演化

根据天文学家的说法,恒星是在分子云中形成的,即。大面积的物质密度略高,是由这些云中的重力不稳定性造成的。引力不稳定性驱动来自超新星的冲击波,物质密度甚至低于地球真空室的密度。主阵列中的恒星在其“生命”中大约有 90% 的时间在聚变过程中消耗氢,在核附近的高压反应中产生氦,层层扩散并冷却,从而形成红巨星。在大约 60 亿年后,当太阳变成红巨星时,它将燃烧水星和金星。与此同时,原子核被压缩到足以开始更多元素的核聚变,恒星过热并压缩。较重的恒星在聚变过程中会产生重元素,最高可达铁。然后一颗中等大小的恒星会散射其外层,形成一个行星状星云。剩余的原子核将变成一个质量不足以进行进一步融合过程并由退化压力维持的退化物质小球。这个物体被称为白矮星。它燃烧燃料的速度非常缓慢,从一百年到十亿年不等。然后,随着时间的推移,它会冷却到足够的温度,最终变成一颗黑矮星。在较大的恒星中,会发生聚变,直到压缩完成,导致那颗恒星爆炸并形成超新星。这是人类时代唯一发生的宇宙过程。纵观历史,它们被视为以前不存在的“新星”。大多数恒星物质在爆炸过程中分散形成星云(例如癌症星云),其残余物坍缩成中子星、脉冲星或 X 射线扩散器,或者在较大恒星的情况下坍缩成黑洞。它们构建新的恒星或行星。从超新星落下的物质和大恒星的恒星风对星际介质的形成起着关键作用。恒星演化主要解释了恒星的形成和消失。超新星物质和大恒星的恒星风在塑造星际介质方面起着关键作用。恒星演化主要解释恒星的形成和消失。超新星物质和大恒星的恒星风在塑造星际介质方面起着关键作用。恒星演化主要解释恒星的形成和消失。

星稳定性

恒星的稳定性取决于两种相反的力:热核反应以大量光子的形式释放出巨大的能量,这导致恒星中向外产生巨大的压力,趋向于将恒星的物质散射到周围的空间中。如果这种力引力占主导地位,恒星的物质被压缩,形成恒星,其中物质被压缩到非常高的密度(白矮星),或者如果质量大于钱德拉塞卡极限,就会形成中子星。如果恒星的质量更大,就会无限收缩成一个物理奇点,连光都无法逃逸,形成一个黑洞。

星级分类

不同类型的恒星有不同的光谱。它们是恒星数据的主要来源之一。恒星的光谱是使用光谱仪记录的,它显示了表征单个化学元素的各种暗线和亮线。热和年轻的恒星,其主要能量来源是氢与氦的融合,将具有这两种元素的明显特征线。中型星有很多重元素谱线,红星有很多谱线对应于二氧化钛等分子。按照恒星的标准,它们是红色的恒星,古老的恒星。 “O BAFGKM”顺序表示从热的蓝色 O 星到较冷的红色 M 星的温度范围。前 3 种类型称为早期光谱型,后三种称为晚期光谱型,因为以前认为它是进化序列。今天,众所周知,这是指质量差异,但顺序一直保持。通过添加编号为 0-9(例如 B0-B9)的子类型来扩展主要类型。最初,这种划分的物理意义并不为人所知,只有应用量子力学和统计物理学,才有可能找到不同光谱产生的原因。

姓名

许多恒星仅通过目录号来识别,只有少数有自己的名字。这些名称是传统的,主要源自阿拉伯语、拉丁语和希腊语,如 Flemstid 的名称或 Bayer 的名称。今天,科学界赋予恒星和其他天体命名权的唯一机构是国际天文学联合会。许多私人公司(例如国际恒星登记处)声称要为恒星命名,但科学界并不接受或使用这些名称。

结构

稳定恒星的内部处于流体静力平衡状态:任何小体积中的力几乎都是精确平衡的。平衡力是:向内的引力和由于恒星内部的压力梯度而作用在相反方向的力。压力梯度是通过等离子体温度梯度建立的;恒星的外部比核心更冷。主阵列星或巨星的核心温度至少在 107 K 的数量级。在氢燃烧的原子核中产生的温度和压力足以引起核聚变,并产生足够的能量以防止进一步坍缩星,它们以伽马射线的形式发射能量。这些光子与周围的等离子体相互作用,为原子核增加热能。主系列的恒星将氢转化为氦,在原子核中产生缓慢但稳定的氦。最后,氦含量变得占主导地位,并且停止向原子核释放能量。此后,在超过 0.4 M☉ 的恒星中,聚变发生在围绕氦核的缓慢膨胀的壳层中。

核聚变反应的方式

核聚变很重要,因为它是恒星灭绝的原因。聚变是两个较轻原子的原子核合并成一个较重原子核的过程。虽然以这种方式形成的原子核比形成它的任何原子都重,但它并不比它们的重量总和重。这种损失的质量转化为另一种类型的能量(光和热)。并非所有化学元素都会发生聚变。重元素聚变发生的频率要低得多。融合产生铁 (Fe) 后,反应过程中不会释放能量。正因为如此,星星开始变冷了。融合将所有原子合并成具有不同质量的不同类型的原子,直到产生铁原子。在那之后,星星就不能再产生热量,它们开始冷却,经过很长一段时间后,它们就会熄灭。氢聚变过程对温度很敏感,因此核心温度的适度增加会导致聚变率的显着增加。因此,恒星核的温度范围从小型 M 级恒星的 400 万开尔文到大质量 O 级恒星的 4000 万开尔文。根据它们的质量和化学成分,恒星核内部会发生各种核聚变反应(参见恒星) . 核合成)。恒星的生命起源于由 70-90% 氢组成的云,其余大部分是氦,很少有较重的化学元素。在核心温度约为 107 K 的太阳中,氢被消耗在在所谓的聚变过程中形成氦气质子-质子反应:2 (1H + 1H → 2H + e + + νe) (4.0 MeV + 1.0 MeV) 2 (1H + 2H → 3He + γ) (5.5 MeV) 3He + 3He → 4He + 1H + 1H (12.9 MeV ) 这些反应最终变成:41H → 4He + 2e + + 2γ + 2νe (26.7 MeV) 在质量更大的恒星中,在反应循环期间通过催化碳产生氦,即。所谓的碳-氮-氧循环。在核心温度为 108 K、质量在 0.5 MSunc 和 10 MSunc 之间的恒星中,氦在三重 afa 过程中转化为碳:4He + 4He + 92 keV → 8 * Be 4He + 8 * Be + 67 keV → 12 * C 12 * C → 12C + γ + 7.4 该反应的一般形式为: 34He → 12C + γ + 7.2 MeV. 在大质量恒星中,较重的元素也可以通过以下过程在收缩的原子核中燃烧氖燃烧和氧气燃烧过程。在恒星核合成过程的最后阶段,发生硅的燃烧过程,从而产生稳定同位素铁 56。融合不能进一步进行,除非通过吸热过程,所以在那之后能量只能通过引力坍缩释放出来。下表说明了一颗 20 M☉ 的恒星消耗所有核燃料所需的时间。作为一颗 O 级恒星,它的半径大 8 倍,光度大 62,000 倍。

分配

恒星在空间中的分布并不均匀,但通常与星际气体和尘埃一起组成星系。一个典型的星系包含数千亿颗恒星,在可见宇宙中拥有超过 1000 亿 (1011) 个星系。 2010 年,对可见宇宙中恒星数量的一项估计是 300 颗六分之一 (3 × 1023)。尽管人们普遍认为恒星只存在于星系中,但也发现了星系际恒星。多恒星系统由两个或多个受引力束缚的恒星组成,它们彼此旋转。最简单和最常见的多恒星系统是双星,尽管也发现了具有三颗或更多恒星的系统。为了轨道稳定性,这种多恒星系统通常被组织成双星的分层集。也存在被称为星团的大群。它们的范围从只有少数恒星的松散恒星协会,一直到拥有数十万颗恒星的巨大球状星团。这样的系统围绕它们的星系旋转。长期以来,人们一直假设大多数恒星都出现在受引力束缚的多恒星系统中。对于质量非常大的 O 和 B 级恒星尤其如此,其中 80% 的恒星被认为属于多星系统。单星系统的比例随着恒星质量的减少而增加,因此已知只有 25% 的红矮星有伴星。由于 85% 的恒星都是红矮星,银河系中的大多数恒星可能与它们的起源无关。除太阳外,离地球最近的恒星是比邻星,距离我们 39.9 万亿公里,即 4.2 光——多年以后。以航天飞机的轨道速度行驶(每秒 8 公里 - 近 30 公里。000 公里每小时),需要将近 150,000 年才能达到。这是银河盘中典型的恒星分离。在星系中心和球状星团中,恒星之间的距离可以更近,也可以在星系螺旋中更远。由于星系核外恒星之间的距离相对较大,恒星之间的碰撞被认为是罕见的。在更密集的区域,例如球状星团的核心或银河系中心,碰撞更为常见。这种碰撞会产生所谓的蓝色滞后星。这些异常恒星的表面温度高于它们所属星团中具有相同亮度的其他主要恒星序列。在星系中心和球状星团中,恒星之间的距离可以更近,也可以在星系螺旋中更远。由于星系核外恒星之间的距离相对较大,恒星之间的碰撞被认为是罕见的。在更密集的区域,例如球状星团的核心或银河系中心,碰撞更为常见。这种碰撞会产生所谓的蓝色滞后星。这些异常恒星的表面温度高于它们所属星团中具有相同亮度的其他主要恒星序列。在星系中心和球状星团中,恒星之间的距离可以更近,也可以在星系螺旋中更远。由于星系核外恒星之间的距离相对较大,恒星之间的碰撞被认为是罕见的。在更密集的区域,例如球状星团的核心或银河系中心,碰撞更为常见。这种碰撞会产生所谓的蓝色滞后星。这些异常恒星的表面温度高于它们所属星团中具有相同亮度的其他主要恒星序列。在更密集的区域,例如球状星团的核心或银河系中心,碰撞更为常见。这种碰撞会产生所谓的蓝色滞后星。这些异常恒星的表面温度高于它们所属星团中具有相同亮度的其他主要恒星序列。在更密集的区域,例如球状星团的核心或银河系中心,碰撞更为常见。这种碰撞会产生所谓的蓝色滞后星。这些异常恒星的表面温度高于它们所属星团中具有相同亮度的其他主要恒星序列。

神话、哲学和诗歌中的明星

人们相信太阳在早上出生,晚上死去,每天都有一个新的太阳诞生。于是东方变成了生命中真理和希望的地方,西方变成了黑暗、死亡和邪恶的地方。因此,除其他外,东正教寺庙和坟墓都面向东方。伯利恒的指路星带领三位圣人前往救世主诞生的洞穴。星星在任何时候都代表着人们的时空取向。相信命运的人相信一切都写在星星上,神话中的生物是从星星中创造出来的。由于前伊斯​​兰异教传统将星星视为神明,因此星星是穆斯林国家旗帜上的常见图案。

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参考

文学

外部链接

关于 NASA 上的星星的部分存档在 Wayback Machine 上(2005 年 5 月 8 日) Farlex 百科全书-章节 星星 星座和它们的星星 星星名称 阿拉伯星星名称 星星名称页面 by David Harper 和 Lynne Marie Stockman IAU 星星名称页面 星座和星星的毛利人名称页面电子天空 - 恒星专有名称索引