恒星的一生ppt課件

1、1“康德康德拉普拉斯星云說拉普拉斯星云說”太陽系是由一塊星云收縮形成的，太陽系是由一塊星云收縮形成的，先形成的是太陽，然后，剩余的星云物先形成的是太陽，然后，剩余的星云物質(zhì)進(jìn)一步收縮演化，形成地球等行星。質(zhì)進(jìn)一步收縮演化，形成地球等行星。2這是一個恒星這是一個恒星太陽太陽主序星主序星3這些都是恒星，你認(rèn)識嗎？這些都是恒星，你認(rèn)識嗎？一、天文觀測發(fā)現(xiàn)的各種恒星一、天文觀測發(fā)現(xiàn)的各種恒星行星狀星云行星狀星云紅巨星紅巨星黑洞黑洞黑矮星黑矮星白矮星白矮星超新星超新星中子星中子星4恒星的一生恒星的一生5恒星不永恒恒星不永恒二、恒星的一生二、恒星的一生6 在星云的氣體和塵埃一旦緊縮成一顆在星云的氣體和塵埃

2、一旦緊縮成一顆原恒星時，一顆恒星就誕生了！原恒星時，一顆恒星就誕生了！星云星云原恒星原恒星新恒星誕生新恒星誕生 7 恒星以內(nèi)部氫核聚變?yōu)橹饕茉吹陌l(fā)展階恒星以內(nèi)部氫核聚變?yōu)橹饕茉吹陌l(fā)展階段就是恒星的主序階段。處于主序階段的恒星段就是恒星的主序階段。處于主序階段的恒星稱為主序星。主序階段是恒星的青壯年期，恒稱為主序星。主序階段是恒星的青壯年期，恒星在這一階段停留的時間占整個壽命的星在這一階段停留的時間占整個壽命的90%90%以上。以上。這是一個相對穩(wěn)定的階段，向外膨脹和向內(nèi)收這是一個相對穩(wěn)定的階段，向外膨脹和向內(nèi)收縮的兩種力大致平衡，恒星基本上不收縮也不縮的兩種力大致平衡，恒星基本上不收縮也不

3、膨脹。恒星停留在主序階段的時間隨著質(zhì)量的膨脹。恒星停留在主序階段的時間隨著質(zhì)量的不同而相差很多。質(zhì)量越大，光度越大，能量不同而相差很多。質(zhì)量越大，光度越大，能量消耗也越快，停留在主序階段的時間就越短。消耗也越快，停留在主序階段的時間就越短。8當(dāng)恒星中心區(qū)的氫消耗殆盡形成由氦構(gòu)成的核當(dāng)恒星中心區(qū)的氫消耗殆盡形成由氦構(gòu)成的核球之后，氫聚變的熱核反應(yīng)就無法在中心區(qū)繼球之后，氫聚變的熱核反應(yīng)就無法在中心區(qū)繼續(xù)。這時引力重壓沒有輻射壓來平衡，星體中續(xù)。這時引力重壓沒有輻射壓來平衡，星體中心區(qū)就要被壓縮，溫度會急劇上升。中心氦核心區(qū)就要被壓縮，溫度會急劇上升。中心氦核球溫度升高后使緊貼它的那一層氫氦混合氣

4、體球溫度升高后使緊貼它的那一層氫氦混合氣體受熱達(dá)到引發(fā)氫聚變的溫度，熱核反應(yīng)重新開受熱達(dá)到引發(fā)氫聚變的溫度，熱核反應(yīng)重新開始。如此氦球逐漸增大，氫燃燒層也跟著向外始。如此氦球逐漸增大，氫燃燒層也跟著向外擴展，使星體外層物質(zhì)受熱膨脹起來向紅巨星擴展，使星體外層物質(zhì)受熱膨脹起來向紅巨星或紅超巨星轉(zhuǎn)化?；蚣t超巨星轉(zhuǎn)化。 9大質(zhì)量恒星經(jīng)過一系列核反應(yīng)后，形成重元素在內(nèi)、大質(zhì)量恒星經(jīng)過一系列核反應(yīng)后，形成重元素在內(nèi)、輕元素在外的洋蔥狀結(jié)構(gòu)，其核心主要由鐵核構(gòu)成。輕元素在外的洋蔥狀結(jié)構(gòu)，其核心主要由鐵核構(gòu)成。此后的核反應(yīng)無法提供恒星的能源，鐵核開始向內(nèi)坍此后的核反應(yīng)無法提供恒星的能源，鐵核開始向內(nèi)坍塌，而

5、外層星體則被炸裂向外拋射形成行星狀星云，塌，而外層星體則被炸裂向外拋射形成行星狀星云，中心遺留一顆高密天體中心遺留一顆高密天體, ,而中小質(zhì)量的恒星則比較平而中小質(zhì)量的恒星則比較平穩(wěn)地拋出物質(zhì)，形成行星狀星云，中央殘核留有一顆穩(wěn)地拋出物質(zhì)，形成行星狀星云，中央殘核留有一顆致密天體致密天體白矮星白矮星, ,白矮星冷涼了，就成了黑矮星。白矮星冷涼了，就成了黑矮星。這就是恒星最后的歸宿。這就是恒星最后的歸宿。 10超新星爆發(fā)時，爆發(fā)與坍塌同時進(jìn)行，坍塌作超新星爆發(fā)時，爆發(fā)與坍塌同時進(jìn)行，坍塌作用使核心處的物質(zhì)壓縮得更為密實。理論分析用使核心處的物質(zhì)壓縮得更為密實。理論分析證明，電子簡并態(tài)不足以抗住大

6、坍塌和大爆炸證明，電子簡并態(tài)不足以抗住大坍塌和大爆炸的異常高壓，處在這么巨大壓力下的物質(zhì)，電的異常高壓，處在這么巨大壓力下的物質(zhì)，電子都被擠壓到與質(zhì)子結(jié)合成為中子簡并態(tài)，密子都被擠壓到與質(zhì)子結(jié)合成為中子簡并態(tài)，密度達(dá)到度達(dá)到1010億噸億噸/ /立方厘米。由這種物質(zhì)構(gòu)成的天立方厘米。由這種物質(zhì)構(gòu)成的天體叫做中子星（脈沖星）。一顆與太陽質(zhì)量相體叫做中子星（脈沖星）。一顆與太陽質(zhì)量相同的中子星半徑只有大約同的中子星半徑只有大約1010千米千米 11從理論上推算，中子星也有質(zhì)量上限，最大不能超過大約從理論上推算，中子星也有質(zhì)量上限，最大不能超過大約3 3倍倍太陽質(zhì)量。如果在超新星爆發(fā)后核心剩余物質(zhì)還

7、超過大約太陽質(zhì)量。如果在超新星爆發(fā)后核心剩余物質(zhì)還超過大約3 3倍倍太陽質(zhì)量，中子簡并態(tài)也抗不住所受的壓力，只能繼續(xù)坍縮下太陽質(zhì)量，中子簡并態(tài)也抗不住所受的壓力，只能繼續(xù)坍縮下去。最后這團(tuán)物質(zhì)收縮到很小的時候，在它附近的引力就大到去。最后這團(tuán)物質(zhì)收縮到很小的時候，在它附近的引力就大到足以使運動最快的光子也無法擺脫它的束縛。因為光速是現(xiàn)知足以使運動最快的光子也無法擺脫它的束縛。因為光速是現(xiàn)知任何物質(zhì)運動速度的極限，連光子都無法擺脫的天體必然能束任何物質(zhì)運動速度的極限，連光子都無法擺脫的天體必然能束縛住任何物質(zhì)，所以這個天體不可能向外界發(fā)出任何信息，而縛住任何物質(zhì)，所以這個天體不可能向外界發(fā)出任何

8、信息，而且外界對它探測所用的任何媒介包括光子在內(nèi)，一貼近它就不且外界對它探測所用的任何媒介包括光子在內(nèi)，一貼近它就不可避免地被它吸進(jìn)去。它本身不發(fā)光并吞下包括輻射在內(nèi)的一可避免地被它吸進(jìn)去。它本身不發(fā)光并吞下包括輻射在內(nèi)的一切物質(zhì)，就象一個漆黑的無底洞，所以這種特殊的天體就被稱切物質(zhì)，就象一個漆黑的無底洞，所以這種特殊的天體就被稱為黑洞。黑洞有很多奇特的性質(zhì)，對黑洞的研究在當(dāng)代天文學(xué)為黑洞。黑洞有很多奇特的性質(zhì)，對黑洞的研究在當(dāng)代天文學(xué)及物理學(xué)中有重大的意義及物理學(xué)中有重大的意義 12新恒星的誕生當(dāng)超新星爆炸時，會把大部分物質(zhì)散落到太空中去，這當(dāng)超新星爆炸時，會把大部分物質(zhì)散落到太空中去，這些

9、物質(zhì)不僅會有原先在恒星外層的氫和氦，還有碳、氧、些物質(zhì)不僅會有原先在恒星外層的氫和氦，還有碳、氧、硅、鐵等重元素，在這些物質(zhì)特別密集的區(qū)域就會分別硅、鐵等重元素，在這些物質(zhì)特別密集的區(qū)域就會分別成群地凝聚出新一代恒星，它們類似太陽或比太陽含重成群地凝聚出新一代恒星，它們類似太陽或比太陽含重元素更多。我們的太陽是這些恒星中的一顆，它們被叫元素更多。我們的太陽是這些恒星中的一顆，它們被叫做第二代星。做第二代星。 星云是構(gòu)成恒星的原料，而恒星向空間星云是構(gòu)成恒星的原料，而恒星向空間拋射的物質(zhì)也成為星云的一部分原料拋射的物質(zhì)也成為星云的一部分原料13星云星云原恒星原恒星恒星誕生恒星誕生中中小小恒恒星星

10、紅巨星紅巨星白矮星白矮星黑黑矮矮星星大大恒恒星星巨星或超巨星新星或新星或超新星超新星中子星黑洞外層外層物質(zhì)物質(zhì)拋向拋向太空太空恒星燃料消耗殆盡時，恒星燃料消耗殆盡時，它就會膨脹它就會膨脹.二、恒星的一生二、恒星的一生14恒星也有自己的生命史，它們從誕生、成恒星也有自己的生命史，它們從誕生、成長到衰老，最終走向死亡。它們大小不同，色長到衰老，最終走向死亡。它們大小不同，色彩各異，演化的歷程也不盡相同。恒星與生命彩各異，演化的歷程也不盡相同。恒星與生命的聯(lián)系不僅表現(xiàn)在它提供了光和熱。實際上構(gòu)的聯(lián)系不僅表現(xiàn)在它提供了光和熱。實際上構(gòu)成行星和生命物質(zhì)的重原子就是在某些恒星生成行星和生命物質(zhì)的重原子就是

11、在某些恒星生命結(jié)束時發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的。命結(jié)束時發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的。15一顆大質(zhì)量恒一顆大質(zhì)量恒星的生命循環(huán)星的生命循環(huán)氣體云氣體云紅巨星紅巨星超新星超新星黑洞黑洞中子星中子星循環(huán)循環(huán)一顆大質(zhì)量恒星的生命循環(huán)一顆大質(zhì)量恒星的生命循環(huán)16決定恒星壽命決定恒星壽命的因素只有一的因素只有一個個質(zhì)質(zhì)量！量！質(zhì)量質(zhì)量愈大，愈大，壽命壽命愈短！愈短！太太陽陽可活可活一百億年一百億年，而天狼星的，而天狼星的壽壽命命卻卻只有只有幾幾百百萬萬年。年。按按比例比例來來看，如果太看，如果太陽陽可活七十可活七十歲歲，天狼星只能活三天！，天狼星只能活三天！恒恒星的星的壽壽命命1515倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量

12、 1 1千萬年千萬年1 1倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1百億年百億年0.20.2倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1萬億年萬億年三、恒星的壽命三、恒星的壽命17小質(zhì)量恒星小質(zhì)量恒星紅巨星的外殼慢慢消散紅巨星的外殼慢慢消散中心的核壓縮成為白矮星中心的核壓縮成為白矮星白矮星冷涼了，就成了黑矮星白矮星冷涼了，就成了黑矮星小一點的恒星，默默的死去。小一點的恒星，默默的死去。死路不只一條死路不只一條18死路不只一條死路不只一條大質(zhì)量恒星大質(zhì)量恒星一系列核反應(yīng)后，他們呈現(xiàn)洋蔥結(jié)構(gòu)一系列核反應(yīng)后，他們呈現(xiàn)洋蔥結(jié)構(gòu)沒有了能量抵抗引力，超新星爆發(fā)沒有了能量抵抗引力，超新星爆發(fā)外層被炸飛，剩下的核被壓縮外層被炸飛，剩下的核

13、被壓縮中子星（中子星（1010億噸億噸/cm/cm3 3）黑洞黑洞大一點的恒星，光輝的尾聲。大一點的恒星，光輝的尾聲。19恒星的死亡恒星的死亡20星云星云恒星恒星紅巨星紅巨星超新星超新星黑洞黑洞中子星中子星大質(zhì)量恒星的一生大質(zhì)量恒星的一生21太陽的命運太陽的命運22太陽的一生大致是太陽的一生大致是100100億年。億年。大約在大約在5050億年以前，一團(tuán)十分巨大又十分稀億年以前，一團(tuán)十分巨大又十分稀薄的氣體云，在自己的重力作用下收縮著。它薄的氣體云，在自己的重力作用下收縮著。它開頭收縮得很快，后來由于內(nèi)部發(fā)熱，收縮慢開頭收縮得很快，后來由于內(nèi)部發(fā)熱，收縮慢了下來，直到形成一批高熱、密頭的氣體大

14、團(tuán)了下來，直到形成一批高熱、密頭的氣體大團(tuán)塊，這些就是塊，這些就是“原恒星原恒星”，其中一個就是我們，其中一個就是我們的太陽。的太陽。太陽進(jìn)一步收縮，內(nèi)部溫度更高，引發(fā)了太陽進(jìn)一步收縮，內(nèi)部溫度更高，引發(fā)了“熱核反應(yīng)熱核反應(yīng)”，于是停止收縮，進(jìn)入，于是停止收縮，進(jìn)入“成年成年”時期。就是我們現(xiàn)在看到的太陽了。時期。就是我們現(xiàn)在看到的太陽了。23大約再過大約再過5050億年，太陽核心部分的億年，太陽核心部分的“燃料燃料”用光后，就會猛地又收縮一下。這一來，溫度用光后，就會猛地又收縮一下。這一來，溫度再次猛增，使外層原來沒有燒過的再次猛增，使外層原來沒有燒過的“燃料燃料”也也“燒燒”起來了。此時，

15、太陽會猛烈地膨脹，成起來了。此時，太陽會猛烈地膨脹，成為一顆為一顆“紅巨星紅巨星”。太陽會脹得很大，太陽能把水星和金星都太陽會脹得很大，太陽能把水星和金星都“吞掉吞掉”。地球軌道恰好在這個脹大了的太陽。地球軌道恰好在這個脹大了的太陽表面的位置。這時的地球即使不被熾熱的太陽表面的位置。這時的地球即使不被熾熱的太陽“吞掉吞掉”，也會被烤得熔為一團(tuán)熔巖。但與此，也會被烤得熔為一團(tuán)熔巖。但與此同時，也會有其他小行星變得適合人類居住，同時，也會有其他小行星變得適合人類居住，也許那就是人類未來的避難處。也許那就是人類未來的避難處。24“紅巨星紅巨星”階段大約有階段大約有1010億年。然后，一切億年。然后，

16、一切可可“燒燒”的的“燃料燃料”都用完了，紅巨星開始再次都用完了，紅巨星開始再次收縮，越變越小，大約只有現(xiàn)在的體積的十萬分收縮，越變越小，大約只有現(xiàn)在的體積的十萬分之一，才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達(dá)之一，才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達(dá)1 1萬萬度，但表面積變小了，發(fā)出的熱量會大大減少，度，但表面積變小了，發(fā)出的熱量會大大減少，這時，太陽就進(jìn)入了這時，太陽就進(jìn)入了“老年期老年期”，成為，成為“白矮星白矮星”一樣的天體，表面溫度高、體積小、密度很大一樣的天體，表面溫度高、體積小、密度很大（每（每1cm1cm3 3物質(zhì)有物質(zhì)有1010噸重）。由于沒有內(nèi)部能源，噸重）。由于沒有內(nèi)部能源，所以這個

17、所以這個“老年期老年期”并不能永遠(yuǎn)維持下去，而是并不能永遠(yuǎn)維持下去，而是逐漸冷卻，最后成為一個黑暗無比的逐漸冷卻，最后成為一個黑暗無比的“暗矮星暗矮星”。25太陽太陽紅巨星紅巨星白矮星暗矮星暗矮星26了解了太陽一生的演化之后，你對宇了解了太陽一生的演化之后，你對宇宙有了什么新認(rèn)識。宙有了什么新認(rèn)識。思考：思考：宇宙也像恒星一樣，也有誕生，成長，宇宙也像恒星一樣，也有誕生，成長，死亡的時候。死亡的時候。27通過天文觀測和發(fā)現(xiàn)逐步證實和完善了恒星通過天文觀測和發(fā)現(xiàn)逐步證實和完善了恒星的演化理論。的演化理論。恒星的一生恒星的一生星際氣體星際氣體收縮形成收縮形成中子星中子星黑洞黑洞主序星主序星原恒星原

18、恒星主序星主序星太陽太陽紅巨星紅巨星白矮星白矮星暗矮星暗矮星大恒星大恒星超紅巨星超紅巨星超新星超新星28練習(xí) 1、恒星形成之初是 2、小質(zhì)量恒星的一生包括如下幾個階段：恒星 3、大質(zhì)量恒星的一生包括如下幾個階段：恒星 29再 見30紅巨星紅巨星紅巨星，稱它為紅巨星，稱它為“紅紅”巨星，巨星，是因為在這恒星迅速膨脹的同是因為在這恒星迅速膨脹的同時，它的外表面離中心越來越遠(yuǎn)，時，它的外表面離中心越來越遠(yuǎn)，所以溫度將隨之而降低，發(fā)出的光也所以溫度將隨之而降低，發(fā)出的光也就越來越偏紅。不過，雖然溫度降低了一些，就越來越偏紅。不過，雖然溫度降低了一些，可紅巨星的體積是如此之大，它的光可紅巨星的體積是如此

19、之大，它的光度也變得很大，極為明亮。肉眼看到的最度也變得很大，極為明亮。肉眼看到的最亮的星中，許多都是紅巨星。紅亮的星中，許多都是紅巨星。紅巨星的巨星的體體積積很大，它的半很大，它的半徑徑一般比太一般比太陽陽大大100100倍倍。31 行星狀星云行星狀星云質(zhì)量質(zhì)量大大于于太太陽質(zhì)量陽質(zhì)量1.41.4倍倍，外外圍圍的的氣體氣體及冰粒便及冰粒便會會以每秒以每秒數(shù)數(shù)十公里的速度向外膨十公里的速度向外膨脹脹，外，外貌像土星的光貌像土星的光環(huán)環(huán)一一樣樣，天文，天文學(xué)學(xué)家叫行星家叫行星狀狀星星云云，而，而剩剩下的核下的核心的光度心的光度會會暗淡下去。暗淡下去。行星狀星云行星狀星云32超新星是超新星是恒恒星

20、在死亡前的一次大爆星在死亡前的一次大爆發(fā)發(fā)，所所釋釋放的能量，放的能量，發(fā)發(fā)出的亮光相出的亮光相當(dāng)于當(dāng)于十十億顆億顆太太陽。爆炸將陽。爆炸將星球物星球物質(zhì)質(zhì)以接近光速的速度，向以接近光速的速度，向四面八方四面八方發(fā)發(fā)射。每一射。每一顆恒顆恒星一生之中最多星一生之中最多只只可能可能發(fā)發(fā)生一次。生一次。超新星超新星33 白矮星是一種很特殊的天體，白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。它的體積小、亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。它的密度在它的密度在10001000萬噸萬噸/ /立方米左右。立方米左右。白白 矮星矮星是一是一顆顆已死亡的已死亡的恒恒星星，中心的中心的熱熱核反核反 應(yīng)