恒星形成后光和热的来源,是其中心由氢聚变为氦的核反应。当这种反应产生的辐射压力达到与引力平衡时,恒星的体积和温度不再明显变化,进入一个相对稳定的演化阶段。恒星在这一阶段停留的时间最长,占其生命的主要部分,可以称为"壮年期"。迄今发现的恒星有90%处在这一阶段(包括我们的太阳在内)。这一阶段的具体长度取决于恒星质量的大小。对于太阳来说约为100亿年,而质量比太阳大10倍的恒星则只有3000万年。当恒星核心部分的氢全部聚变为氦以后,产能过程停止,辐射压力下降,星核将在引力作用下收缩。收缩产生的热将使温度再次升高,达到引发氦燃烧的程度,结果是将3个氦核聚合成1个碳核。类似的过程继续下去,将合成氧、硅等越来越重的元素,直到合成最稳定的铁为止。这一阶段的恒星经历多次的膨胀收缩,光度也发生周期性的变化,可以说是恒星的"更年斯"。
恒星演化进程概述*W+
恒星的演化是天体物理中最基本的问题之一。恒星是怎样诞生、生长、衰老和死亡的,这是一个十分复杂的问题,也是非常困难的问题。目前对恒星演化的进程已经有了相当多的认识,有一张比较清晰的图象。随着观测和研究的不断深入,恒星演化进程的图象会越来越清晰。b!
一般认为恒星起源于星际物质。在引力扰动作用下,星际物质收缩成密度较大的弥漫星云,最后进一步收缩成原始恒星。原恒星在引力作用下进一步收缩,形成一个密度极大的核心,温度越来越高,最终达到氢的点火温度—氢聚变为氦的热核反应开始了,恒星进入了主序星阶段。fx,p<%
恒星将在主序渡过一生最长的阶段。当恒星内部10%-20%的氢耗尽后,恒星就离开主序,向红巨星发展。氢的聚变反应停止后,恒星在引力收缩下,核心将达到氦点火的温度,开始氦的聚变反应。以后逐步进入碳、氧、硅等燃烧阶段,最后形成洋葱状的结构,中心是最稳定的铁核。ZPo
恒星最后的演化过程基本上取决于恒星的质量,当然与其他因素也会有一定关系。恒星演化的最后阶段可能形成三种产物,即白矮星、中子星或黑洞。白矮星很早就在天文观测中被发现了,理论上的分析由Chanderasekhar 在1931年完成。并因此而获得1983年的Nobel物理奖。中子星的可能则早在20世纪30年代就被物理学家提出来了,但因为中子星的直径只有10公里左右,很难观测到。一直到1967年才由Hewish及其研究生Bell发现。Hewish因为发现脉冲星而获得1974年的Nobel奖。黑洞在物理上的预言更早,1798年大科学家Laplace就预言了黑洞的存在。 在广义相对论的理论框架下讨论黑洞是在1917年以后。)moSk
恒星最后的命运取决于初始的质量。由目前的观测可知,恒星的质量范围大致在0.08M⊙(太阳质量,下同)~ 120M⊙。质量小于0.08M⊙的天体,靠其自身引力不足以通过引力收缩使其中心达到热核反应所需要的高温,因而不发光,也就不能称其为是恒星。Mp
对于质量大于120M⊙的恒星,由于自身引力巨大,强烈收缩造成中心温度极高,热核反应剧烈,辐射压力( 正比于T^4)将大大超过物质压,星体将急剧碰撞。而当温度下降后,核心处的热核反应停止,压力下降,引力又开始起主导作用,星体再次收缩。这样,星体以极高的速度进行收缩-膨胀-收缩-膨胀的过程,最后将大部分质量抛出,留下小质量的恒星继续演化。目前尚未观测到质量大于120M⊙的恒星。
参考资料:http://www.astron.sh.cn/cgi-bin/topic.cgi?forum=1&topic=870