ZT 天文基础知识---恒星的演化

binnydan

赫罗图
                        
     1911－1913年前后，丹麦的赫茨普龙和美国的罗素两位天文学家在研究恒星时几乎同时发现了一种图解方法。人们发现这种图对研究恒星的性质和演化十分重要。为了纪念上述两位天文学家，就把这种图叫做“赫罗图”。赫罗图以恒星的温度、光谱型、色指数或颜色为横坐标，以光度或者绝对星等为纵坐标来作出。

     天文学家发现，在赫罗图的右上角的恒星，是光度高而温度低的巨星或超巨星，相反地，在左下角的恒星则是光度低而温度高白矮星；而占总数90％以上的大多数恒星，分布在自左上到右下被称为“主序线”的直线两旁，被叫做“主序星”。
    随着演化年龄的推移，主序星所在的位置会沿主序线向右下方向移动。恒星在主序线上停留的时间最长，整个寿命的绝大部分时间处于主序星阶段。在主序线的左上角的是炽热而明亮的蓝色主序星，在右下角的是低温而暗淡的红色主序星。太阳是一颗主序星。这样，恒星在图上被分成红巨星、主序星、白矮星三个“群落”，按照它们相对体积，有人把这三类恒星比喻成西瓜、苹果和葡萄干。任何一颗恒星，只要测出了它的光度和光谱，就可以确定在赫罗图上的位置，它的诸多基本参量，包括距离和所处的演化阶段，都大致可知了。赫罗图是研究恒星的有力工具。

恒星的演化
                        
     大多数人认为，恒星是由低密度的星云物质凝聚而成的。星云物质在演化过程中，由于自身的引力而收缩，同时内部温度升高，质量小的云团形成单个恒星，质量大的云团可以形成恒星集团。当中心温度达到700万度以上时，开始氢聚变为氦的核反应，产生的热量和向外辐射的热量相当，这时恒星停止收缩，形成为正常恒星，进入主星序阶段。恒星的一生中处在主星序演化阶段的时间占它寿命的90%，这是恒星最稳定的阶段，相当于处于中青年期。不同质量的恒星在主星序上停留的时间长短也不一样：质量越大，停留的时间越短。在核心当热核反应将氢用尽变为氦而氦的质量约占恒星质量的12%时，氦核收缩，恒星外层膨胀，体积急剧增大，表面温度降低。这时的恒星就步入红巨星阶段，此时氦聚变成为它的主要能源，相当于进入老年期。恒星的后期演化，十分剧烈复杂。恒星最后演化的途径，和恒星质量、恒星氦核演变有关。一般认为，大质量的恒星演化到后期要发生塌缩或大爆发，成为超新星，抛出大量物质，中心留下一个中子星或黑洞，而中小质量的恒星则比较平稳地抛出物质，形成行星状星云，中央残核留有一颗致密天体——白矮星。这就是恒星最后的归宿。

赫罗图与恒星
                        
     赫罗图揭示了恒星演化的重要规律，可以说是天文学的一项伟大发现。从星云形成的原始恒星，到主序星，再发展到不稳定的红巨星、变星，一直到核燃料殆尽后演变为致密星,所经历的这一漫长的演化过程在赫罗图上一目了然。
                        
     赫罗图在恒星演化的研究当中十分重要。由于恒星内部能源的不断消耗，恒星要发生演变，光度和温度都要发生变化，这导致在赫罗图上的位置发生变化。天文学家根据赫罗图描绘了恒星从诞生、成长到衰亡的演化路径，并从理论上给出恒星从诞生到主序星、红巨星、变星、新星超新星）、致密星（白矮星或中子星或黑洞）的演化机制和模型。这是人类认识恒星世界奥秘的一个重大突破。

田七

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