Ⅰ 恒星的演化
恒星都是气体星球。晴朗无月的夜晚,且无光污染的地区,一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星,借助于望远镜,则可以看到几十万乃至几百万颗以上。估计银河系中的恒星大约有1500-4000亿颗,我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。
恒星的两个重要的特征就是温度和绝对星等。大约100年前,丹麦的艾依纳尔·赫茨普龙(Einar Hertzsprung)和美国的享利·诺里斯·罗素(Henry Norris Russell )各自绘制了查找温度和亮度之间是否有关系的图,这张关系图被称为赫罗图,或者H—R图。在H-R图中,大部分恒星构成了一个在天文学上称作主星序的对角线区域;在主星序中,恒星的绝对星等增加时,其表面温度也随之增加。90%以上的恒星都属于主星序,太阳也是这些主星序中的一颗。巨星和超巨星处在H—R图的右侧较高较远的位置上;白矮星的表面温度虽然高,但亮度不大,所以他们只处在该图的中下方。
恒星演化是一个恒星在其生命期内(发光与发热的期间)的连续变化。生命期则依照星体大小而有所不同。单一恒星的演化并没有办法完整观察,因为这些过程可能过于缓慢以致于难以察觉。因此天文学家利用观察许多处于不同生命阶段的恒星,并以计算机模型模拟恒星的演变。
天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关系,建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系,揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中,从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区,我们的太阳也在其中;这一序列被称为主星序,90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区;左下为白矮星区。
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。 在宇宙发展到一定时期,宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加,气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为星坯。
如果温度不足以点燃氢核,会形成褐矮星 。
星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的,而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性(即星坯中心的温度要高于外围的温度),因此在热学上,这是一个不平衡的系统,热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢的收缩,以其引力位能的降低来升高温度,从而来恢复力学平衡;同时也是以引力位能的降低,来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。下面我们利用经典引力理论大致的讨论这一过程。考虑密度为ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统,气体热运动能量:
ET= RT= T
(1) 将气体看成单原子理想气体,μ为摩尔质量,R为气体普适常数
为了得到气云球的的引力能Eg,想象经球的质量一点点移到无穷远,将球全部移走场力作的功就等于-Eg。当球质量为m,半径为r时,从表面移走dm过程中场力做功:
dW=- =-G( )1/3m2/3dm
(2) 所以:-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3
于是:Eg=- (2),
气体云的总能量:E=ET+EG (3)热运动使气体分布均匀,引力使气体集中。两者共同作用。当E>0时热运动为主,气云是稳定的,小的扰动不会影响气云平衡;当E<0时,引力为主,小的密度扰动产生对均匀的偏离,密度大处引力增大,使偏离加强而破坏平衡,气体开始塌缩。由E≤0得到产生收缩的临界半径:
(4) 相应的气体云的临界质量为:
(5) 原始气云密度小,临界质量很大。所以很少有恒星单独产生,大部分是一群恒星一起产生成为星团。球形星团可以包含10^5→10^7个恒星,可以认为是同时产生的。
我们已知:太阳质量:MΘ=2×10^33,半径R=7×10^10,我们带入(2)可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能
太阳的总光度L=4×10^33erg.s-1如果这个辐射光度靠引力为能源来维持,那么持续的时间是:11×10^9年
很多证明表明,太阳稳定的保持着今天的状态已有5×10^9年了,因此,星坯阶段只能是太阳形成像今天这样的稳定状态之前的一个短暂过渡阶段。这样提出新问题,星坯引力收缩是如何停止的?此后太阳辐射又是以什么为能源? 主序星阶段在收缩过程中密度增加,我们知道ρ∝r-3,由式(4),rc∝r3/2,所以rc比 r减小的更快,收缩气云的一部分又达到新条件下的临界,小扰动可以造成新的局部塌缩。如此下去在一定的条件下,大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星,原恒星吸附周围气云后继续收缩,表面温度不变,中心温度不断升高,引起温度、密度和气体成分的各种核反应。产生热能使气温升的极高,气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星,恒星的演化是从主序星开始的。恒星的成份大部分是H和He,当温度达到104K以上,即粒子的平均热动能达1eV以上,氢原子通过热碰撞就充分的电离了(氢的电离能是13.6eV),在温度进一步升高后,等离子气体中氢核与氢核的碰撞就可能引起核反应。对纯氢的高温气体,最有效的核反应系列是所谓的P-P链:
其中主要是2D(p,γ)3He反应。D(氘,氢的同位素,由一个质子和一个中子组成)含量只有氢的10-4%左右,很快就燃完了(其原理与现代氢弹武器类似)。如果开始时D比3He(氦3,氦的同位素,由2个质子和1个中子组成)含量多,则反应生成的3H(氚,氢的同位素,由1个质子和2个中子组成,衰变会变成氦3)可能就是恒星早期3He的主要来源,由于对流到达恒星表面的这种3He,有可能还保留着。
Li,Be,B等轻核和D一样结合能很低,含量只是H 的2×10-9K左右,当中心温度超过3×106K就开始燃烧,引起(p,α)和(p,α)反应,很快成为3He和4He。中心温度达到107K,密度达到 105kg/m3左右时,产生的氢转化为He的41H→4He过程。这主要是p-p和CNO循环。同时含有1H和4He是发生p-p链反应,有以下三个分支组成:
p-p1(只有1H) p-p2(同时有1H、4He) p-p3
或假设1H 和4He的重量比相等。随温度升高,反应从p-p1逐渐过渡到p-p3,
而当T>1.5×107K时,恒星中燃烧H的过程就可过渡到以CNO循环为主了。
当恒星内混杂有重元素C和N时,他们能作为触媒使1H变为4He,这就是CNO循环,CNO循环有两个分支:
或总反应率取决于最慢的14N(p,γ)15O、15N的(p,α)和(p,γ)反应分支比约为2500:1。
这个比值几乎与温度无关,所以在2500次CNO循环中有一次是CNO-2。
在p-p链和CNO循环过程中,净效果是H燃烧生成He:
在释放出的26.7MeV能量中,大部分消耗给恒星加热和发光,成为恒星的主要来源。
前面我们提到恒星的演化是从主星序开始的,那么什么是主星序呢?等H稳定地燃烧为He时,恒星就成了主序星。人们发现有百分之八十至九十的恒星都是主序星,他们共同特征是核心区都有氢正在燃烧,他们的光度、半径和表面温度都有所不同,后来证明:主序星的定量上差别主要是质量不同,其次是他们的年龄和化学成份,太阳这段历程约千万年。
观察到的主序星的最小质量大约为0.1M⊙。模型计算表明,当质量小于0.08M⊙时,星体的收缩将达不到氢的点火温度,从而形不成主序星,这说明对于主序星它有一个质量下限。观察到的主序星的最大质量大约是几十个太阳质量。理论上讲,质量太大的恒星辐射很强,内部的能量过程很剧烈,因此结构也越不稳定。但是理论上没有一个质量的绝对上限。
当对某一星团作统计分析时,人们却发现主序星有一个上限,这说明什么?我们知道,主序星的光度是质量的函数,这函数可分段的用幂式表示:
L∝Mν
其中υ不是一个常数,它的值大概在3.5到4.5之间。M大反映主序星中可供燃烧的质量多,而L大反映燃烧的快,因此主序星的寿命可近似用M与L的商标来标志:
T∝M-(ν-1)
即主序星寿命随质量增大而按幂律减小,如果整个星团已存在的年龄为T,那就可以由T与M的关系式求出一个截止质量MT。质量大于MT的主序星已结束核心的H燃烧阶段而不是主序星了,这就是观察到由大量同年龄星组成的星团有上限的原因。
我们就讨论观测到的恒星中大部分是主序星的原因,表1根据一25M⊙的恒燃烧阶段点火温度(K) 中心温度(g. cm-3) 持续时间(yr)
H 4×107 4 7×106
He 2×108 6×102 5×105
C 7×108 6×105 5×102
Ne 1.5×109 4×106 1
O 2×109 1×107 5×10-2
Si 3.5×109 1×108 3×10-3
燃烧阶段的总寿命7.5×106
星演化模型,列出了各种元素的点火温度及燃烧所持续的时间。从表上看出,原子序数大的核有更高的点火温度,Z大的核不仅难于点火,点火后燃烧也更剧烈,因此燃烧持续的的时间也就更短。这颗25M⊙的表1 25M⊙恒星演化模型,模型星的燃烧阶段的总寿命为7.5×106年,而其中百分之九十以上的时间是氢燃烧阶段,即主星序阶段。从统计角度讲,这表明找到一颗处于主星序阶段的恒星几率要大。这正是观察到的恒星大多数为主序星的基本原因。 主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氢,而氢的点火温度又比其他元素都低,所以恒星演化的第一阶段总是氢的燃烧阶段,即主序阶段。在主序阶段,恒星内部维持着稳衡的压力分布和表面温度分布,所以在整个漫长的阶段,它的光度和表面温度都只有很小的变化。下面我们讨论,当星核区的氢燃烧完毕后,恒星有将怎么进一步演化?
恒星在燃烧尽星核区的氢之后,就熄火,这时核心区主要是氦,它是燃烧的产物,外围区的物质主要是未经燃烧的氢,核心熄火后恒星失去了辐射的能源,它便要引力收缩是一个起关键作用的因素。一个核燃烧阶段的结束,表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度升高,这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度全面的升高,主序后的引力收缩首先点着的不是核心区的氦(它的点火温度高的太多),而是核心与外围之间的氢壳,氢壳点火后,核心区处于高温状态,而仍没核能源,它将继续收缩。这时,由于核心区释放的引力位能和燃烧中的氢所释放的核能,都需要通过外围不燃烧的氢层必须剧烈地膨胀,即让介质辐射变得更透明,来排出多余的热能来维持热平衡。而氢层膨胀又使恒星的表面温度降低了,所以这是一个光度增加、半径增加、而表面变冷的过程,这个过程是恒星从主星序向红巨星过渡,过程进行到一定程度,氢区中心的温度将达到氦点火的温度,于是又过渡到一个新阶段--氦燃烧阶段。
在恒星中心发生氦点火前,引力收缩以使它的密度达到了103g. cm-3的量级,这时气体的压力对温度的依赖很弱,那么核反应释放的能量将使温度升高,而温度升高反过来又加剧核反应速率,于是一旦点火,很快就会燃烧的十分剧烈,以至于爆炸,这种方式的点火称为“氦闪光”,因此在现象上会看到恒星光度突然上升到很大,后来又降的很低。
另一方面,当引力收缩时它的密度达不到103g. cm-3量级,此时气体的压力正比于温度,点火温度升高导致压力升高,核燃烧区就会有所膨胀,而膨胀导致温度降低,因此燃烧就能稳定的进行,所以这两种点火情况对演化进程的影响是不同的。
恒星在发生“氦闪光”之后又怎么演变呢?闪光使大量能量的释放很可能把恒星外层的氢气都吹走,剩下的是氦的核心区。氦核心区因膨胀而减小了密度,以后氦就有可能在其中正常的燃烧了。氦燃烧的产物是碳,在氦熄火后恒星将有一个碳核心区氦外壳,由于剩下的质量太小引力收缩已不能达到碳的点火温度,于是它就结束了以氦燃烧的演化,而走向热死亡。
由于引力塌缩与质量有关,所以质量不同的恒星在演化上是有差别的。
M<0.08M⊙的恒星:氢不能点火,它将没有氦燃烧阶段而直接走向死亡。
0.08<M<0.35M⊙的恒星:氢能点火,氢熄火后,氢核心区将达不到点火温度,从而结束核燃烧阶段。
0.35<M<2.25M⊙的恒星:它的主要特征是氦会点火而出现氦闪光。
2.25<M<4M⊙的恒星:氢熄火后氦能正常地燃烧,但熄火后,碳将达不到点火温度。这里的反应有:
在核反应初期,温度达到108K量级时,CNO循环产生的13C,17O能和4He发生新的(α,n)反应,形成16O和20Ne,在核反应进行了很长时间后,20Ne(p,γ) 21Na(β+,ν) 21Na中的21Na以及14N吸收两个4He形成的22Ne能发生(α,n)反应形成24Mg和25Mg等,这些反应作为能源并不重要,但发出的中子可进一步发生中子核反应。
4<M<8→10M⊙的恒星,这是一个情况不清楚的范围,或许碳不能点火,或许出现碳闪光,或许能正常地燃烧,因为这是最后的中心温度已较高,一些较敏感的因素,如:中微子的能量损失把情况弄得模糊了。
核反应结束后,当中心温度达到109K时,开始发生C,O,Ne 燃烧反应,这主要是C-C反应,O-O反应,以及20Ne的γ,α反应:
8→10M⊙<M的恒星:氢、氦、碳、氧、氖、硅都能逐级正常燃烧。最后在中心形成一个不能在释放能量的核心区,核心区外面是各种能燃烧而未烧尽的氢元素壳层。核燃烧阶段结束时,整个恒星呈现由内至外分层(Fe,Si,Mg,Ne,O,C,He,H)结构。 我们已经知道,对质量小于8M⊙的恒星,它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段;对于质量更大的恒星,它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段,在这以后,恒星的最终归宿是什么?
小质量的恒星(如太阳),起先会膨胀,在这个阶段的恒星我们称之(红、蓝、白)巨星,然后会塌缩,变成白矮星或蓝矮星,辐射、丧失能量,成为红矮星,再成为黑矮星,最终消失。
大质量的恒星,≥7个太阳密度(8M⊙<M)的恒星则会变成(蓝、白、红)超巨星,它会选择以超新星爆发的形式结束生命,最终会成为中子星或黑洞(古代有记载, 由于超新星光量大,一颗超新星爆发,连续几个月都可以在晚上看书),中子星最终丧失能量,形成黑矮星。而黑洞会向外射粒子,或许会变成白洞,或许会完全蒸发。
一旦停止了核燃烧,恒星必定要发生引力收缩,这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。因此,如果恒星在一?quot;最终的平衡位形,它必须是一个冷的平衡位形,即它的压力与它的温度无关。
主序星核心H耗尽后,离开主序是阶段开始了它最后的历程。结局主要取决于质量。对于质量很小的星体由于质量小,物体内部的自引力并不重要,固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。
当星体质量再大些,直到自引力不可忽略时,这时自引力加大了内部的密度和压力,压力的加大是物质发生压力电离,从而逐渐是固体的电约束瓦解,而过渡为等离子气体。加大质量,即加大密度,此时压力于温度无关,从而达到一种冷的平衡位形,等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变:
这里p是原子核中的质子,这样的反应大致在密度达到108 g. cm-3的时候,它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核,原子核中出现过多的中子,导致核结构松散,当密度超过4×1011g. cm-3是中子开始从原子核中分离出来,成为自由中子,自引力于中子间压力达到平衡。如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力,而形成黑洞,但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量,例如恒星风,氦闪光,超新星爆发等,它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量,因此,恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的,它实际上取决于演化的进程。那么我们可以得出这样的结论。8→10M⊙以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。8M⊙以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞,也就是说,塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到5倍的恒星,最终成为中子星,塌缩的内核质量在太阳5倍以上的恒星,最终成为黑洞。
观测到的恒星质量范围一般为0.1→60M⊙。质量小于0.08M⊙的天体不能达到点火温度。因此,不发光,不能成为恒星。质量大于60M⊙的天体中心温度过高而不稳定,至今仅发现70个以下。
变星等。 根据实际观测和光谱分析,我们可以了解恒星大气的基本结构。一般认为在一部分恒星中,最外层有一个类似日冕状的高温低密度星冕。它常常与星风有关。有的恒星已在星冕内发现有产生某些发射线的色球层,其内层大气吸收更内层高温气体的连续辐射而形成吸收线。人们有时把这层大气叫作反变层,而把发射连续谱的高温层叫作光球。其实,形成恒星光辐射的过程说明,光球这一层相当厚,其中各个分层均有发射和吸收。光球与反变层不能截然分开。太阳型恒星的光球内,有一个平均约十分之一半径或更厚的对流层。在上主星序恒星和下主星序恒星的内部,对流层的位置很不相同。能量传输在光球层内以辐射为主,在对流层内则以对流为主。
对于光球和对流层,我们常常利用根据实际测得的物理特性和化学组成建立起来的模型进行较详细的研究。我们可以从流体静力学平衡和热力学平衡的基本假设出发,建立起若干关系式,用以求解星体不同区域的压力、温度、密度、不透明度、产能率和化学组成等。在恒星的中心,温度可以高达数百万度乃至数亿度,具体情况视恒星的基本参量和演化阶段而定。在那里,进行着不同的产能反应。一般认为恒星是由星云凝缩而成,主星序以前的恒星因温度不够高,不能发生热核反应,只能靠引力收缩来产能。进入主星序之后,中心温度高达700万度以上,开始发生氢聚变成氦的热核反应。这个过程很长,是恒星生命中最长的阶段。氢燃烧完毕后,恒星内部收缩,外部膨胀,演变成表面温度低而体积庞大的红巨星,并有可能发生脉动。那些内部温度上升到近亿度的恒星,开始发生氦碳循环。在这些演化过程中,恒星的温度和光度按一定规律变化,从而在赫罗图上形成一定的径迹。最后,一部分恒星发生超新星爆炸,气壳飞走,核心压缩成中子星一类的致密星而趋于“死亡”(见恒星的形成和演化)。
Ⅱ 恒星的演化包括哪几个阶段
行星诞生于星云,宇宙尘埃在万有引力的作用下彼此吸引,聚集,挤压产生的热量逐渐积累,最终点燃了聚集的物质,恒星辉煌的一生,就此诞生。
走过亿万年的主序星阶段后,恒星内部的氢耗尽,再没有核聚变支撑的外壳在强大的引力作用下向内挤压恒星,核聚变产生的氦在聚集,聚集在一起的氦最终发生了聚变,温度的降低使恒星颜色变红,氦聚变的能量将恒星的外层外推,形成红(超)巨星。
红(超)巨星阶段结束后,小质量恒星,比如我们的太阳,会变成白矮星,白矮星的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨/米3左右。白矮星是一颗已死亡的恒星,中心的热核反应已停止 ,在冷却的同时对外发光发热。
质量更大的恒星在死亡前会发生一次大爆发,叫做超新星爆发,所释放的能量和亮光相当于十亿颗太阳。每一颗恒星一生之中最多只可能发生一次超新星爆发。
超新星爆发后,剩余的物质有两种存在形态——中子星和黑洞。质量约是太阳4~10倍的恒星在超新星爆炸的过程,遗留下来的核心变成一颗体积很小,质量却很大的中子星,由中子构成,密度为水的1014倍,仅1cm3的质量就有全球人类那么重,直径仅为30km。
质量大于10倍太阳质量的恒星,超新星爆发后会变为黑洞。黑洞会把附近所有的物质都吸进去,就连光线也会被吞没,所以我们是看不见黑洞的。但是我们可以从邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形,证明黑洞的存在。
一般认为超大质量黑洞不是由单个恒星形成的,而是多个黑洞合并,生长形成。 中间的“影子”约是黑洞视界的2.6倍,外侧光晕是黑洞引力造成的“反射”和吸积盘的发出的光被弯折的效果。
吸积盘在高速转动以维持不掉入黑洞,由于多普勒集束效应,转向我们的一侧更亮,转离我们的一侧更暗。
(2)决定恒星演化的重要物理量是什么扩展阅读
恒星内部热核反应所产生的能量以对流、传导和辐射三种方式传输出来。由于大多数恒星的物质是气态的,热传导作用不大,只有内部极其致密的特殊恒星(例如白矮星),内部热传导才比较显着。
大多数恒星内部主要依靠辐射来传输核反应产生的能量,传输的速度相当慢,例如太阳把它深达70万千米的中心处的能量传输到表面,需要1000万年。
对流传输能量的速度比辐射快得多,但是不同质量的恒星,对流层的位置和厚度很不一样。主星序左上部的恒星,质量大,中心区是小的对流核,外面是辐射包层。主星序中下部的恒星,质量较小,内部辐射层很厚,仅表面有较薄的对流层。
主星序右下部的恒星,质量很小,整个恒星是对流的。恒星内部产生的能量决定了它的表面温度和光度。物理定律把恒星内部的运动、能量的产生、能量的传递和消耗与它的温度、压力、密度、成分等因素联系了起来。
其中一个因素的变化会引起其他因素的变化。因此,研究天体的演化就是要在物理定律的制约下,说明各种因素如何协调地变化。
Ⅲ 2009北京中小学天文观测竞赛题及答案(小学组)在哪里啊,需要悬赏滋一声!
1.从高温到低温,恒星光谱型的正确顺序是(b )
a. O A B F K G M b. O B A F G K M
c. O K F M B A K d. A B C D E F G
2.主序星的质光关系是(b )。
a. 质量越大的恒星半径越大 b. 质量越大的恒星光度越高
c. 质量越大的恒星距离越远 d. 质量越大的恒星亮度越高
3.太阳目前的能源是( b)。
a. 引力能 b. 氢的热核聚变反应
c. 碳燃烧 d. 物质吸积
4.恒星A是9等星而恒星B是4等星,则(b )。
a. 恒星B比恒星A亮5倍 b. 恒星B比恒星A亮100倍
c. 恒星A比恒星B亮5倍 d. 恒星A比恒星B亮100倍
5.下列光谱型中哪一种对应的温度最高?( b)
a. A b. B c. G d. K
6.决定恒星演化的最重要的物理量是( d)。
a. 大小 b. 温度 c. 光度 d. 质量
7.下列关于恒星演化的论述哪一种是正确的?(a )
a. 质量越大的恒星演化得越快
b. 恒星演化过程中化学组成基本不变
c. 恒星的半径在演化过程中逐渐减小
d. 大质量恒星经过超新星爆发形成行星状星云
8.太阳能够保持长期稳定,是哪两种力在维持流体静力学平衡?( d)
a. 电荷斥力和气体压力 b. 电子简并压力和重力
c. 由转动引起的离心力和重力 d. 重力和向外的气体压力
9.双星系统中两颗子星的运动方式是(b )。
a.各自作圆轨道运动
b.围绕共同质心作椭圆轨道运动
c.相对于共同质心静止
d. 一颗子星绕另一颗子星作圆轨道运动
10.食双星是指( a)。
a. 从地球上看去,两颗子星周期性相互交食的双星
b. 由爆发引起光变的双星
c. 一颗子星正在吞食另一颗子星的双星
d. 由轨道运动造成谱线位移的双星
11.. 利用双星的轨道运动可以测量恒星的( a)。
a. 质量 b. 半径 c. 光度 d. 温度
12. 宇宙中含量最丰富的元素是( a)。
a. 氢 b. 氦 c. 碳 d. 铁
13.什么是HII区?( c)
a. 电离氦区 b. 氢分子区 c. 电离氢区 d. 尘埃区
14. 星际红化是指( a)。
a. 星际尘埃对天体辐射中的短波吸收或散射得较厉害
b. 星际尘埃对天体辐射中的长波吸收或散射得较厉害
c. 星际气体对天体辐射中的短波吸收或散射得较厉害
d. 星际气体对天体辐射中的长波吸收或散射得较厉害
15. 下列哪一个量与亮度是一致的?(d )
a. 绝对星等
b. 产能率
c. 色指数
d. 视星等
16. 在红巨星内部氦燃烧的产物是(a )。
a. 碳核 b. 氢核 c. 氦核 d. 铁核
17. 球状星团内的恒星( c)。
a. 年轻,重元素丰度高
b. 年老,不含重元素
c. 年老,重元素丰度低
d. 年轻,重元素丰度低
18.在恒星内部通过热核聚变反应产生的最重的元素是(a )。
a. 铁 b. 氦 c. 硅 d. 锕
19. 太阳最终将成为一颗( d)。
a. 巨星 b. 中子星 c. 黑洞 d. 白矮星
20. 在行星状星云的中心可以找到一颗(a )。
a. 白矮星 b. 中子星 c. 黑洞 d. 超巨星
21.. 旋臂在旋涡星系中十分明亮是因为( c)。
a. 冷星均匀分布在银盘上
b. 星际气体自身发光
c. 热星集中分布在旋臂上
d. 受到邻近星系的影响
22. 与银晕相比银盘包含了大量的( a)。
a. 星族I天体
b. 星族II天体
c. 球状星团
d. 暗物质
23. 银河系中的球状星团主要分布在(c )中。
a. 银盘 b.银晕 c. 银核 d. 旋臂
24.根据Doppler效应,向着我们运动的天体的颜色将(c )。
a. 偏红 b. 不变 c. 偏蓝 d. 无规则变化
25.银心( d)。
a. 位于人马座方向
b. 可能包含有一个巨大的黑洞
c. 恒星的分布十分密集
d. a, b, c
26.旋涡星系的共同特征是(d )。
a. 持续的恒星形成 b. 由星系盘、星系核和星系晕组成
c. 富含星际气体 d. a, b, c
27. Hubble定律是指( a)。
a. 距离越远的星系退行速度越大
b. 直径越小的星系谱线红移越大
c. 星系的亮度与运动速度成正比
d. 星系的距离与谱线宽度正相关
28.星系碰撞会造成( d)。
a. 恒星的快速形成 b. 星系形态的变化
c. 星系合并 d. a, b, c
29. 最大的星系是(a )。
a. 椭圆星系
b. 旋涡星系
c. 不规则星系
d. 透镜状星系
30. 星系的活动性主要源于(a )。
a. 星系核 b. 星系盘 c. 星系晕 d. 与星系无关
二 判断是非题(共1.0题,每题2分)
( T)1利用造父变星的周光关系可以测量它们的距离。
( F)2 Sa和Sb型旋涡星系的主要区别是Sb型星系具有较大的核区。
( F)3由星系的自转曲线我们知道仅有1.0%的星系物质是不可见的。
( T)4一个前景天体(如黑洞)歪曲后方天体像的现象称为引力透镜。
( F)5银河系内恒星的一个特征是:金属元素丰度越低,离银道面越近。
( T)6所谓“隐带”是由银道面上的物质遮挡效应造成的。
( F)7恒星光度的大小取决于恒星的距离和星际消光。
( T)8物质吸积产生X射线双星的辐射,而核反应是新星的能源。
( F)9射电脉冲星是自转的磁白矮星。
(T)10大陵型双星的不寻常之处在于质量大的子星演化得反而慢
不知道,这个是不是啊?那个我这里有很多的天文复习题,其他的你要不要啊?
Ⅳ 恒星演化的条件和依据是什么
单单根据序列性来判断恒星的演化途径还是不充分的,尤其是赫罗图表现的是两个因素联合构成的序列,我们不能任意认为恒星要沿哪一条曲线演变。我们还必须研究,在恒星的具体物理条件下,物理定律容许和要求它怎样变化,因此,我们要确定恒星所处的条件,按照物理定律来推算它的变化途径。
研究物体的变化,必须考虑两个最重要的因素:一个是力,一个是能量。物体的运动和转化是由力和能量两方面的物理定律来决定的。
物质的运动决定于它所受到的力。
任何物体都具有引力,因此它必须遵守万有引力定律。
由于热运动,物体内部具有压力。压力与物体的温度、密度、物质成分等因素是通过热力学定律联系起来的。
此外,还有自转引起的惯性离心力,以及电磁力、辐射斥力等等。
我们必须研究:在什么条件下恒星所受到的各种力达到平衡,什么条件下平衡破坏。在各种条件下起主要作用的力是什么?在力的作用下,恒星的密度、温度、体积、光度等参量又怎样变化?一般情况下,引力和内部的压力是主要矛盾。如果内部压力不足以和引力相抗衡,星体就要收缩:反过来就要膨胀。缓慢变化中的天体可以说是处在大致平衡的状态。
天体的温度、光度决定于它的能量。
我们必须弄清天体能量的来源。天体为什么会发光?什么作用使天体“燃烧”这么长的时间?我们还需要弄清能量怎样传递、怎样消耗?能量的产生、传递、消耗和天体内部温度、压力、化学成分等因素的关系怎样?关于天体所遵守的力学定律,人们早已完全掌握了。天体的能量传递和损耗也大致清楚了,对流和辐射使能量在天体内部传播,辐射使天体的能量传到空中损失掉;可是,关于天体内部能量的来源却一直不清楚,成为解决恒星演化问题的一个关键。
Ⅳ 解答下列题目
2011年北京市中小学生天文观测竞赛的题 我的答案是 BDAAB BBDDC CCDCC DCBCA CDDCA BDCCC DBBBC CACBC BABAB BCCBC
Ⅵ 恒星演化的条件有哪些
单单根据序列性来判断恒星的演化途径还是不充分的,尤其是赫罗图表现的是两个因素联合构成的序列,我们不能任意认为恒星要沿哪一条曲线演变。我们还必须研究,在恒星的具体物理条件下,物理定律容许和要求它怎样变化,因此,我们要确定恒星所处的条件,按照物理定律来推算它的变化途径。
研究物体的变化,必须考虑两个最重要的因素:一个是力,一个是能量。物体的运动和转化是由力和能量两方面的物理定律来决定的。
物质的运动决定于它所受到的力。
任何物体都具有引力,因此它必须遵守万有引力定律。
由于热运动,物体内部具有压力。压力与物体的温度、密度、物质成分等因素是通过热力学定律联系起来的。
此外,还有自转引起的惯性离心力,以及电磁力、辐射斥力等等。
我们必须研究:在什么条件下恒星所受到的各种力达到平衡,什么条件下平衡破坏。在各种条件下起主要作用的力是什么?在力的作用下,恒星的密度、温度、体积、光度等参量又怎样变化?
一般情况下,引力和内部的压力是主要矛盾。如果内部压力不足以和引力相抗衡,星体就要收缩:反过来就要膨胀。缓慢变化中的天体可以说是处在大致平衡的状态。
天体的温度、光度决定于它的能量。
我们必须弄清天体能量的来源。天体为什么会发光?什么作用使天体“燃烧”这么长的时间?我们还需要弄清能量怎样传递、怎样消耗?能量的产生、传递、消耗和天体内部温度、压力、化学成分等因素的关系怎样?
关于天体所遵守的力学定律,人们早已完全掌握了。天体的能量传递和损耗也大致清楚了,对流和辐射使能量在天体内部传播,辐射使天体的能量传到空中损失掉;可是,关于天体内部能量的来源却一直不清楚,成为解决恒星演化问题的一个关键。
Ⅶ 决定恒星演化的最重要的物理量是( ).
D质量
Ⅷ 恒星是一种什么样的天体有哪一些的物理化学特征
恒星是一种由发光球体的等离子体,通过其自身重力保持在一起的天体。离地球最近的恒星是太阳。夜间,从地球上肉眼可以看到许多其他恒星,由于它们与地球之间的距离很远,因此它们在天空中显示为多个固定的发光点。从历史上看,最杰出的恒星被分为星座和星空,其中最亮的星获得了适当的名称。天文学家已经汇编了星表,以识别已知星并提供标准化星恒星称号。大多数恒星从地球上用肉眼看不到,包括我们银河系之外的所有恒星,银河系。
对于至少其生活的一部分,星形闪耀由于热核聚变的氢进入氦在其核心,释放能量横穿恒星的内部,然后辐射到太空。在恒星的一生中,几乎所有比氦重的天然元素都是由恒星的核合成产生的,而对于某些恒星,其爆炸时是由超新星的核合成产生的。恒星在寿命快要结束时,也可能包含退化的物质。天文学家可以确定质量,年龄,金属性(化学成分)和恒星的许多其他特性,分别观察恒星在太空中的运动,其光度和光谱。恒星的总质量是决定恒星演化和最终命运的主要因素。恒星的其他特征(包括直径和温度)会在其生命周期内发生变化,而恒星的环境会影响其旋转和运动。绘制许多恒星的温度与其亮度的关系图可得出一个称为赫兹普劳–拉塞尔图。在该图上绘制特定的恒星可以确定该恒星的年龄和演化状态。
恒星的生命始于主要由氢,氦和微量重元素组成的气态星云的引力坍塌。当恒星核足够致密时,氢通过核聚变稳定地转化为氦气,从而释放出能量。
Ⅸ 恒星的演化速度由什麽决定
见 http://ke..com/view/1538.htm
爆发变星按爆发规模可分为超新星、新星、矮新星、类新星和耀星等几类。超新星的亮度会在很短期间内增大数亿倍,然后在数月到一、二年内变得非常暗弱。目前多数人认为这是恒星演化到晚期的现象。超新星的外部壳层以每秒钟数千乃至上万公里的速度向外膨胀,形成一个逐渐扩大而稀薄的星云;内部则因极度压缩...................................................................................................
Ⅹ 恒星演化经历各个阶段的速度,由恒星的什么性质决定
恒星的演化过程(叫恒星的“演化程”)各阶段的速度,完全由恒星的质量决定。
质量越大,演化速度越快。质量越小,演化速度越慢。