名侦探柯南事务所
标题: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界&天文学的一些知识[整理]申请精华~~~~ [打印本页]
作者: 新兰毛毛 时间: 2006-4-27 13:26
标题: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界&天文学的一些知识[整理]申
[CENTER]恒 星[/CENTER]
恒星在宇宙中的分布是不均匀的。从诞生的那天起,它们就聚集成群,交映成辉,组成双星、星团、星系……
恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说,恒星的体积和质量都比较大。只是由于距离地球太遥远的缘故,星光才显得那么微弱。
古代的天文学家认为恒星在星空的位置是固定的,所以给它起名“恒星”,意思是“永恒不变的星”。可是我们今天知道它们在不停地高速运动着,比如太阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动。但别的恒星离我们实在太远了,以至我们难以觉察到它们位置的变动。
恒星发光的能力有强有弱。天文学上用“光度”来表示它。所谓“光度”,就是指从恒星表面以光的形式辐射出的功率。恒星表面的温度也有高有低。一般说来,恒星表面的温度越低,它的光越偏红;温度越高,光则越偏蓝。而表面温度越高,表面积越大,光度就越大。从恒星的颜色和光度,科学家能提取出许多有用信息来。
历史上,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。
恒星诞生于太空中的星际尘埃(科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”)。
恒星的“青年时代”是一生中最长的黄金阶段——主星序阶段,这一阶段占据了它整个寿命的90%。在这段时间,恒星以几乎不变的恒定光度发光发热,照亮周围的宇宙空间。
在此以后,恒星将变得动荡不安,变成一颗红巨星;然后,红巨星将在爆发中完成它的全部使命,把自己的大部分物质抛射回太空中,留下的残骸,也许是白矮星,也许是中子星,甚至黑洞……
就这样,恒星来之于星云,又归之于星云,走完它辉煌的一生。
[CENTER]红巨星——恒星的老年阶段[/CENTER]
[LEFT]当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。[/LEFT]
称它为“巨星”,是突出它的体积巨大。在巨星阶段,恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。
称它为“红”巨星,是因为在这恒星迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些,可红巨星的体积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮。肉眼看到的最亮的星中,许多都是红巨星。
在赫-罗图中, 红巨星分布在主星序区的右上方的一个相当密集的区域内,差不多呈水平走向。
我们来较详细地看看红巨星的形成。我们已经知道,恒星依靠其内部的热核聚变而熊熊燃烧着。核聚变的结果,是把每四个氢原子核结合成一个氦原子核,并释放出大量的原子能,形成辐射压。
处于主星序阶段的恒星,核聚变主要在它的中心(核心)部分发生。辐射压与它自身收缩的引力相平衡。
氢的燃烧消耗极快,中心形成氦核并且不断增大。随着时间的延长,氦核周围的氢越来越少,中心核产生的能量已经不足以维持其辐射,于是平衡被打破,引力占了上风。有着氦核和氢外壳的恒星在引力作用下收缩,使其密度、压强和温度都升高。氢的燃烧向氦核周围的一个壳层里推进。
这以后恒星演化的过程是:内核收缩、外壳膨胀——燃烧壳层内部的氦核向内收缩并变热,而其恒星外壳则向外膨胀并不断变冷,表面温度大大降低。这个过程仅仅持续了数十万年,这颗恒星在迅速膨胀中变为红巨星。
红巨星一旦形成,就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。
[CENTER]白矮星——质量较小恒星的晚期[/CENTER]
[LEFT]白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。比如天狼星伴星(它是最早被发现的白矮星),体积比地球大不了多少,但质量却和太阳差不多!也就是说,它的密度在1000万吨/立方米左右。[/LEFT]
根据白矮星的半径和质量,可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万-10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。
白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论,白矮星是在红巨星的中心形成的。
当红巨星的外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,于是氦开始聚变成碳。
经过几百万年,氦核燃烧殆尽,现在恒星的结构组成已经不那么简单了:外壳仍然是以氢为主的混和物;而在它下面有一个氦层,氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂,中心附近的温度继续上升,最终使碳转变为其他元素。
与此同时,红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大,时而又缩小,稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球,火球内部的核反应也越来越趋于不稳定,忽而强烈,忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右,我们可以说,此时,在红巨星内部,已经诞生了一颗白矮星。
白矮星的密度为什么这样大呢?
我们知道,原子是由原子核和电子组成的,原子的质量绝大部分集中在原子核上,而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米,而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球,则电子轨道将在两公里以外。
而在巨大的压力之下,电子将脱离原子核,成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙,从而使单位空间内包含的物质也将大大增多,密度大大提高了。形象地说,这时原子核是“沉浸于”电子中。
一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡,维持着白矮星的稳定。顺便提一下,当白矮星质量进一步增大,简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩,白矮星还会坍缩成密度更高的天体:中子星或黑洞。
对单星系统而言,由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出光热的同时,也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月,年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。
而对于多星系统,白矮星的演化过程则有可能被改变。
[CENTER]中子星——质量较大恒星的晚期[/CENTER]
[LEFT]如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话,这里还有让你更惊讶的呢!我们将在这里介绍一种密度更大的恒星:中子星。[/LEFT]
中子星的密度为10的11次方千克/立方厘米, 也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨!对比起白矮星的几十吨/立方厘米,后者似乎又不值一提了。 事实上,中子星的质量是如此之大,半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样,中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大罢了。根据科学家的计算,当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
但是,中子星与白矮星的区别,决不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。
简单地说,白矮星的密度虽然大,但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内:电子还是电子,原子核还是原子核。而在中子星里,压力是如此之大,白矮星中的简并电子压再也承受不起了:电子被压缩到原子核中,同质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说,中子星就是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。
在形成的过程方面,中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时,它的核受反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化,最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。
[CENTER]星系——巨大的天体系统[/CENTER]
[LEFT]当遥望星空时,横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往,思绪万千。仔细观察的话,我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。 [/LEFT]
银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
星系在早期曾被归到星云中,直到1924年,在准确测定了仙女座星云(现应严格称为“仙女座河外星系”)的距离后,星系的存在才正式确立。
星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。
星系和它内部的恒星都在运动中。我们都知道地球绕着太阳旋转,同时太阳也在绕银河系的中心运动,而同时银河系作为一个整体,本身也在运动着。在星系内部,恒星运动的方式有两种:它一面绕着星系的核心旋转,与此同时还在一定的范围内随机地运动(科学家称之为“弥散运动”)。
星系的起源和演化,与宇宙诞生早期的演化密切相关。一般看法认为:当宇宙从猛烈的爆发中产生时,大量的物质被抛射到空间中。形成宇宙中的“气体云”。这些气体云本身处在平衡之中,但是在某种作用下,平衡被打破了,物质聚集在一起,质量高达今天太阳质量的上千亿倍!这些物质团后来在运动中分裂开,并最终形成无数颗恒星。这样,原始的星系就形成了。一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。
而关于星系的演化,历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列,即认为星系从椭圆形开始,再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型,最后变成不规则型。这种观点今天已基本上被推翻。目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关,但也仍然停留在假说的阶段。
作者: 新兰毛毛 时间: 2006-4-27 13:27
标题: 此帖RP了,请删除,谢谢
[CENTER]恒 星[/CENTER]
恒星在宇宙中的分布是不均匀的。从诞生的那天起,它们就聚集成群,交映成辉,组成双星、星团、星系……
恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说,恒星的体积和质量都比较大。只是由于距离地球太遥远的缘故,星光才显得那么微弱。
古代的天文学家认为恒星在星空的位置是固定的,所以给它起名“恒星”,意思是“永恒不变的星”。可是我们今天知道它们在不停地高速运动着,比如太阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动。但别的恒星离我们实在太远了,以至我们难以觉察到它们位置的变动。
恒星发光的能力有强有弱。天文学上用“光度”来表示它。所谓“光度”,就是指从恒星表面以光的形式辐射出的功率。恒星表面的温度也有高有低。一般说来,恒星表面的温度越低,它的光越偏红;温度越高,光则越偏蓝。而表面温度越高,表面积越大,光度就越大。从恒星的颜色和光度,科学家能提取出许多有用信息来。
历史上,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。
恒星诞生于太空中的星际尘埃(科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”)。
恒星的“青年时代”是一生中最长的黄金阶段——主星序阶段,这一阶段占据了它整个寿命的90%。在这段时间,恒星以几乎不变的恒定光度发光发热,照亮周围的宇宙空间。
在此以后,恒星将变得动荡不安,变成一颗红巨星;然后,红巨星将在爆发中完成它的全部使命,把自己的大部分物质抛射回太空中,留下的残骸,也许是白矮星,也许是中子星,甚至黑洞……
就这样,恒星来之于星云,又归之于星云,走完它辉煌的一生。
[CENTER]红巨星——恒星的老年阶段
[LEFT]当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。[/LEFT]
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称它为“巨星”,是突出它的体积巨大。在巨星阶段,恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。
称它为“红”巨星,是因为在这恒星迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些,可红巨星的体积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮。肉眼看到的最亮的星中,许多都是红巨星。
在赫-罗图中, 红巨星分布在主星序区的右上方的一个相当密集的区域内,差不多呈水平走向。
我们来较详细地看看红巨星的形成。我们已经知道,恒星依靠其内部的热核聚变而熊熊燃烧着。核聚变的结果,是把每四个氢原子核结合成一个氦原子核,并释放出大量的原子能,形成辐射压。
处于主星序阶段的恒星,核聚变主要在它的中心(核心)部分发生。辐射压与它自身收缩的引力相平衡。
氢的燃烧消耗极快,中心形成氦核并且不断增大。随着时间的延长,氦核周围的氢越来越少,中心核产生的能量已经不足以维持其辐射,于是平衡被打破,引力占了上风。有着氦核和氢外壳的恒星在引力作用下收缩,使其密度、压强和温度都升高。氢的燃烧向氦核周围的一个壳层里推进。
这以后恒星演化的过程是:内核收缩、外壳膨胀——燃烧壳层内部的氦核向内收缩并变热,而其恒星外壳则向外膨胀并不断变冷,表面温度大大降低。这个过程仅仅持续了数十万年,这颗恒星在迅速膨胀中变为红巨星。
红巨星一旦形成,就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。
[CENTER]白矮星——质量较小恒星的晚期
[LEFT]白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。比如天狼星伴星(它是最早被发现的白矮星),体积比地球大不了多少,但质量却和太阳差不多!也就是说,它的密度在1000万吨/立方米左右。[/LEFT]
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根据白矮星的半径和质量,可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万-10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。
白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论,白矮星是在红巨星的中心形成的。
当红巨星的外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,于是氦开始聚变成碳。
经过几百万年,氦核燃烧殆尽,现在恒星的结构组成已经不那么简单了:外壳仍然是以氢为主的混和物;而在它下面有一个氦层,氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂,中心附近的温度继续上升,最终使碳转变为其他元素。
与此同时,红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大,时而又缩小,稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球,火球内部的核反应也越来越趋于不稳定,忽而强烈,忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右,我们可以说,此时,在红巨星内部,已经诞生了一颗白矮星。
白矮星的密度为什么这样大呢?
我们知道,原子是由原子核和电子组成的,原子的质量绝大部分集中在原子核上,而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米,而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球,则电子轨道将在两公里以外。
而在巨大的压力之下,电子将脱离原子核,成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙,从而使单位空间内包含的物质也将大大增多,密度大大提高了。形象地说,这时原子核是“沉浸于”电子中。
一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡,维持着白矮星的稳定。顺便提一下,当白矮星质量进一步增大,简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩,白矮星还会坍缩成密度更高的天体:中子星或黑洞。
对单星系统而言,由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出光热的同时,也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月,年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。
而对于多星系统,白矮星的演化过程则有可能被改变。
[CENTER]中子星——质量较大恒星的晚期
[LEFT]如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话,这里还有让你更惊讶的呢!我们将在这里介绍一种密度更大的恒星:中子星。[/LEFT]
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中子星的密度为10的11次方千克/立方厘米, 也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨!对比起白矮星的几十吨/立方厘米,后者似乎又不值一提了。 事实上,中子星的质量是如此之大,半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样,中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大罢了。根据科学家的计算,当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
但是,中子星与白矮星的区别,决不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。
简单地说,白矮星的密度虽然大,但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内:电子还是电子,原子核还是原子核。而在中子星里,压力是如此之大,白矮星中的简并电子压再也承受不起了:电子被压缩到原子核中,同质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说,中子星就是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。
在形成的过程方面,中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时,它的核受反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化,最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。
[CENTER]星系——巨大的天体系统
[LEFT]当遥望星空时,横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往,思绪万千。仔细观察的话,我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。 [/LEFT]
银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。
星系在早期曾被归到星云中,直到1924年,在准确测定了仙女座星云(现应严格称为“仙女座河外星系”)的距离后,星系的存在才正式确立。
星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。
星系和它内部的恒星都在运动中。我们都知道地球绕着太阳旋转,同时太阳也在绕银河系的中心运动,而同时银河系作为一个整体,本身也在运动着。在星系内部,恒星运动的方式有两种:它一面绕着星系的核心旋转,与此同时还在一定的范围内随机地运动(科学家称之为“弥散运动”)。
星系的起源和演化,与宇宙诞生早期的演化密切相关。一般看法认为:当宇宙从猛烈的爆发中产生时,大量的物质被抛射到空间中。形成宇宙中的“气体云”。这些气体云本身处在平衡之中,但是在某种作用下,平衡被打破了,物质聚集在一起,质量高达今天太阳质量的上千亿倍!这些物质团后来在运动中分裂开,并最终形成无数颗恒星。这样,原始的星系就形成了。一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。
而关于星系的演化,历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列,即认为星系从椭圆形开始,再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型,最后变成不规则型。这种观点今天已基本上被推翻。目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关,但也仍然停留在假说的阶段。
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作者: 已注册的用户名 时间: 2006-4-27 13:28
标题: 回复: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界[整理]申请精华~~~~
我很想拿一块中子星上的物质...
作者: 新兰毛毛 时间: 2006-4-27 13:31
标题: 回复: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界[整理]申请精华~~~~
[CENTER]星云——美丽的星际物质[/CENTER]
[LEFT]当我们提到宇宙空间时,我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实,这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的,但远不是真正的“真空”,而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等,人们把它们叫做“星际物质”。
星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实,星际气体主要由氢和氦两种元素构成,这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想,恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质,成分包括碳合物、氧化物等。[/LEFT]
星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下,某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来,形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态,银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。
弥漫星云正如它的名称一样,没有明显的边界,常常呈不规则形状。它们的直径在几十光年左右,密度平均为每立方厘米10-100个原子(事实上这比实验室里得到的真空要低得多)。它们主要分布在银道面(HOTKEY)附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。
行星状星云的样子有点像吐的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质,形成星云。可见,行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。
[CENTER]星团——物理性质上的星群[/CENTER]
[LEFT]恒星往往成群分布。一般地,我们把恒星数在十个以上而且在物理性质上相互联系的星群叫做“星团”。比如金牛座中的“昴星团”、“毕星团”,巨蟹座的蜂巢星团等。
根据星团包含的恒星数、星团的形状和在银河系中位置分布的不同,星团又分为疏散星团和球状星团。疏散星团一般由十几到几千颗恒星组成,结构松散、形状也不规则。它们一般分布在银道面附近,所以也被称作“银河星团”。在银河系内发现的疏散星团目前有一千多个,其中包括刚提到的金牛座昴星团、毕星团。[/LEFT]
球状星团则由成千上万、多至几十万的恒星组成。它们聚集成球形,越往中心越密集。球状星团大多都分布在银河系中心方向。一个球状星团内的恒星差不多都是在同一时期形成的,它们的演化过程也大致相同。比较著名的如武仙座的球状星团,它由大约二百五十万颗恒星组成,离我们大约2.5万光年。
[CENTER]黑洞——带有神秘面纱的天体[/CENTER]
[LEFT]“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。[/LEFT]
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。
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作者: wangchao 时间: 2006-4-27 13:33
标题: 回复: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界[整理]申请精华~~~~
当恒星的质量超过一定程度以后 他的结局往往是最激烈的--超新星大爆炸 之后在残骸中往往就会出现一颗中子星
不过MS恒星的质量再大 就会塌缩成引力的奇迹-黑洞
作者: 新兰毛毛 时间: 2006-4-27 13:35
标题: 回复: [2006.4.27][天文生物探索部](天文组)恒星的世界[整理]申请精华~~~~
[CENTER]天文常用术语[/CENTER]
[LEFT]绝对星等(Absolute magnitude) :假定把恒星放在距地球10秒差距(32.6光年)的地方测得的恒星的亮度。
吸收线(Absorption lines):某一波段的光被冷气体吸收时在光谱中形成的暗谱线。
吸积盘(accretion disk):是一个受恒星或黑洞引力作用的物质盘,最终将落到中心的恒星或黑洞中去。
活动星系(Active galaxy):能量极高的星系,中心是一个超大黑洞。
高度(Altitude):以角度度量的天体距地平线距离。
弧分(Arc minute):1度的1/60称为1弧分。1弧分又分为60弧秒。
星群(Asterism):是一群明显的恒星,如北斗星,它组成一个星座的一部分。
小行星(Asteroids):绕太阳运行的小的石质天体,主要在火星和木星轨道之间。
天文单位(Astronomical unit):量度距离的一种单位,符号是AU,规定日地距离为一个天文单位,即9300万英 里(1.5亿千米 )。
方位角(地平经度)(Azimuth):自北点沿地平圈向东度量的天体的距离。
大爆炸理论(Big bang):这种理论认为,宇宙膨胀开始于150亿年前的一个小点。
物理双星(Binary star):两个互相环绕运行的恒星。
黑洞(Black hole):是非常致密的天体,光都逃不脱它的引力作用。
CCD:即电荷藕荷合器件。由一块硅晶片把光变成电流,然后再形成图象。
天赤道(Celestial equator):地球赤道在天球上的投影。
天极(Celestial poles):地球的南极和北极在天球上的投影。
天球(Celestial sphere):是一个假象的保卫地球的空心球,恒星看似镶嵌在这个球上。
造父变星(Cepheid variable): 这是一类变星,其代表是仙王座δ星,它们的亮度呈脉动变化。造父变星越亮,它的脉动就越缓慢。
昌德拉塞卡极限(Chandrasekhar):这是恒星核不能维持白矮星的质量极限。当一颗恒星的质量超过太阳质量的1.4倍时,它就会变成中子星或黑洞。
色球(chromosphere):恒星大气的一层,包围在光球层之外。
拱极星(Cirumpolar stars):位于某一特定纬度的观测者所看到的围绕在天极周围永不落下的恒星。
闭合宇宙(Closed universe):指一个宇宙所拥有的质量产生的引力足以对抗其膨胀,最后坍缩。
准校(Collimation):对一架望远镜的透镜或镜面进行校准。
合(Conjunction):两个天体与观测者的视线成一条直线。
星座(Constellation):人们在天空中定出88个由恒星组成的形象,每个称为一个星座,现在也指由这些星座圈定的天区。
冕(Corona):恒星大气的最外层。
暗物质(Dark matter):既看不见又不发出辐射的物质,占宇宙的90%。它们不可见,但通过它们对星系和银河星团的引力作用结果可以推断它们确实存在。
赤纬(Declination):以度表示的天体到赤道的距离。
双星(Double star):两颗互相环绕运行的恒星,或者是两颗实际上没有联系但处于同一视线上的恒星,后者为光学双星。
矮星(Dwarf star):像太阳一样的小主序星,如果是白矮星,就是像太阳一样的一颗恒星的遗核。褐矮星没有足够的物质进行熔化反应。
食(Eclipse):一个天体经过另一个天体的阴影。日食产生于月亮遮挡太阳从而在地球上形成阴影,月食产生于月亮穿过地球的阴影。
黄道(Ecliptic):行星的轨道面在天球上的投影。也是太阳在天空中的周年视轨道。
电磁波谱(Electromagnetic spectrum):电磁辐射的全部谱线,从波长很长的无线电波到波长很短的γ射线。
距角(Elongation):以度表示的行星到太阳的距离,可以从东或从西度量。
发射线(Emission lines):由炽热气体发射的特定波长的波所形成的明亮谱线。
发射星云(Emission netbula):由星际气体组成的发光的云。
事界(Event horizon):黑洞周围物质有去无回的边界,在边界以外观测不到边界以内的任何事件。
平坦宇宙(Flat universe):宇宙所拥有的物质足以使其膨胀速度减缓,但又不发生坍缩。
银盘(Galactic disk):在旋涡星系中,由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。
星系晕(Galactic halo):在一个星系周围由老年恒星和球状星团组成的巨大的球形区域。
星系(Galaxy):一个由引力结合起来的巨大的恒星群,分为不规则星系、椭圆星系、棒旋星系和规则旋涡星系。
球状星团(Globular cluster):在星系轨道上由恒星群组成的古老的球形星团,最多可包含100万颗恒星。
引力透镜(Gravitational lens):从遥远的辐射源发出的辐射受到某种质量的引力场 ——例如星系——的作用所发生的弯曲。
暴涨宇宙理论(Inflationary-era theory):这是关于大爆炸宇宙理论初始态的理论,认为在最初的真空中有一种推动力,推动宇宙以超光速膨胀。
干涉测量法(Interferometry):用多架望远镜把来自同一天体的光或无线电波进行组合,以增加分解。
开氏温标(Kelvin):以绝对零度为基点的温度标尺,绝对零度即-273.15摄氏度,在此温度下分子停止运动。(0摄氏度=273.15K)
苛伊柏带(Kuiper Belt):在冥王星轨道以外的一个由冰质天体构成的环盘,处于澳尔特云之中,是短周期彗星的储存库。
光年(Light-year):光在一年中走过的路程,等于6万亿英里(9470000000000千米)。
本星系群(Local group):由大约30个本星系组成的以引力相联系的星系群,我们的银河系就在其中。
星等(Magnitude):天体的亮度。星等每降低一等,亮度增加为前一星等的2.51倍。
主序(Main sequence):恒星生命周期中的主要部分,这期间恒星以氢为主燃料。
子午线(Meridian):想象中在天空上经过天顶连接正南和正北点的线。
梅西叶星表(Messier Catalog):由110个明亮天体组成的星表,包括星团、星云和星系。
星云(Nebula):由尘埃和气体组成的星际云。
中子星(Netutron star):演化后期的质量巨大的恒星,直径约为20英里(32千米),它非常致密,其中的质子和电子结合在一起成为中子。
NGC:星云星团新总表,包括840个星团、星云和星系。
新星(Nova):一颗恒星从它的伴星中获取气体突然燃烧变亮。
掩星(Occultation):一个天体,例如一颗恒星被另外一个天体,例如月亮所遮掩。
澳尔特云(Oort Cloud):包围在太阳系外面的一个由冰质物质构成的巨大的球形云,是长周期彗星的储存库。
疏散星团(Open Cluster):由年轻恒星组成的松散的星团。
开放宇宙(Open universe):如果一个宇宙质量不大,引力就不足以降低其膨胀速度,这就叫开放宇宙。
冲(Opposition):行星在其轨道上与与地球隔着太阳正相对的一点。
视差(Parsec):从不同角度观测,一个天体在遥远背景上的位移。
秒差距(Parsec):指一个距离,在这个距离下,日地距离正好是1秒。
光球(Photosphere):恒星可见的表面。
行星状星云(Planetary nebula):红巨星变为白矮星之前喷发而成的气体壳层。
岁差(Precession):地球自转以25800年为周期进行摆动,造成天极和天球坐标移动,称为岁差。
日珥(Prominence):从太阳表面喷发出来的带磁性的太阳物质。
自行(Proper motion):从地球上看恒星在天球背景上的视运动。
脉冲星(Pulsar):是自转的中子星,当其强磁场决定的射束扫过地球时,就造成带脉冲特征的无线电波。
类星体(Quasar):类似恒星的天体。是活动星系处于形成初期的能量极高的阶段,其特征是辐射非常强。
射电星系(Radio galaxy):活动的椭圆星系,它的大部分辐射是无线电波。
红移(Red shift):谱线向光谱中红色的一端移动,这是由于天体向原离地球的方向移动,把电磁波的波长拉长了。
逆行(Retrograde motion):行星正常的运动是自西向东,与此相反的视运动叫逆行,是由行星与地球的相对运动决定的。
赤经(Right ascension):天球上相当于地球经线的线,通过天球两极并与天赤道垂直。以时、分、秒表示,自西向东由0时经一周增加到24小时。
塞弗特星系(Seyfert galaxy):星系核激烈活动的星系,其核心是一个黑洞,它可能是类星体演化的后期阶段。
恒星时(Sidereal time):一种时间系统,以地球真正自转为基础:即从某一恒星升起开始到这一恒星再次升起(23时56分4秒)。
奇点(Singularity):黑洞中心无限致密的点。
太阳风(Solar wind):从太阳发出来的带点亚原子粒流。