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  • 1 # 科技和生活

    宇宙中恆星的數量非常多,銀河系中就有1000~4000億顆,它們分別形成於不同的時期,就在前幾天,新華網報道我國的天文學家們還發現了一顆正在星際暗雲中形成中的恆星,開始成為恆星的年齡只有一百萬年左右,至今仍處於形成的初始階段,可謂是已知最年輕的恆星了。但是絕大部分恆星的年齡都在億年以上,有的甚至已經形成了100多億年。

    那麼最早的恆星形成於什麼時候呢?一般認為最早的恆星大致出現於宇宙誕生之後的1億年左右。宇宙誕生之初的物質主要由氫元素組成,總量佔到了宇宙元素總量的92%左右,其次是氦元素,大致為8%左右,另外就是鋰、鈹等一些元素了,但總量不到1%,所以這個時候形成的恆星金屬丰度都非常低,基本都由氫和氦元素組成,因此判斷恆星年齡的一個主要指標就是這顆恆星的金屬丰度。又因為當時的宇宙規模遠沒有如今這麼大,所以物質密度也比較高,恆星也比較容易形成,因此在宇宙中一些物質比較密集的地方,大量聚集的物質形成的恆星開始閃光,它們是宇宙中第1批恆星,至此宇宙就進入了恆星時代。

    已知最古老的恆星,是歐洲南方天文臺的天文學家們2016年8月發發現的一顆被命名為2MASS J18082002-5104378的恆星,其金屬含量是所有已知恆星中最低的,這顆質量只相當於太陽10%的紅矮星大約形成於136億年前,宇宙才不過137億多年,這個恆星的年齡幾乎和宇宙差不多了。天文學家們認為它很可能是宇宙中第一代恆星,雖然已經高達136億歲,但是由於紅矮星的壽命會非常長,甚至可長達萬億年,所以現在這顆已知最古老的恆星,仍然處於其恆星主序星階段的的嬰兒期。

    我們的太陽形成至今已有50億歲左右,年齡上不足它的2/5,然而就太陽作為恆星的階段年齡來說,它已經是進入中年的一顆恆星,因為太陽是一顆中等質量的恆星。

    在恆星的分類中,太陽屬於黃矮星,比它小的還有橙矮星和紅矮星,比它大的還有藍矮星、巨星,超巨星、特超巨星等,就恆星的壽命而言,通常是質量越小的恆星壽命越長,質量越大的恆星壽命越短。最大恆星的質量(已知最大恆星R136a1是太陽質量的315倍)可達最小質量恆星(在太陽質量的0.08倍)的4000倍。紅矮星的壽命可以長達幾千甚至上萬億年,如今宇宙的年齡在紅矮星的超長年齡面前也仍然是處於嬰兒期,而特超巨星的年齡通常都不到1000萬年,如今宇宙的年齡讓它們更新很多代了。

  • 2 # 時間史

    一般我們都會認為質量越大的恆星,燃燒的時間就會越長。而事實恰恰相反,質量越大的恆星燃燒的時間越短。

    因為一個的恆星的質量越大,那麼這個恆星內部所產生的引力強力就越大,這種強力會加劇恆星內部的核聚變。質量大的恆星雖然壽命很短,但是一顆大恆星在一天所散發的光和能量足以抵得上一顆小恆星幾百億年所釋放的能量。而質量小的恆星雖然壽命長,但散發出的能量卻很稀少,而且亮度很暗淡。我們的太陽從出生到現在已經燃燒了45.7億年,在宇宙中屬於不算太大也不算太小的恆星。目前處於青年期,大約再燃燒50到60億年後,太陽裡的氫會被完全消耗殆盡,氫聚變會產生氦。

    當太陽裡的氫消耗完後 ,太陽的核心部分就會成氫聚變轉變為氦聚變,氦聚變之後會產生碳,一個氣體的外層開始膨脹,太陽會膨脹轉變成一個紅巨星,這個時候地球就會被這個紅巨星吞進了肚子裡。大約再燃燒一百億年後氦會消耗殆盡變成碳,太陽就會變成一個白矮星。從黃矮星轉變成白矮星這個過程剛好是200億年。而比我們太陽質量還小的恆星,則可以存在上千億年!

  • 3 # 艾伯史密斯

    答:一般情況下,恆星的壽命和恆星的原始質量呈反相關,也就是恆星質量越小壽命越長,對於M型恆星來說,其主序星壽命最長的超過2000億年,比我們宇宙的年齡還長很多倍。

    我們宇宙被數不清的恆星照耀著,星系之所以發光,也是數以億計恆星的貢獻,比如我們銀河系內就有近2000億顆恆星,我們太陽只是其中毫不起眼的一顆。

    根據恆星形成與演化理論,恆星最初由星際氣體和星際塵埃坍縮而來,天體的質量越大,其內部的溫度越高,當天體的質量達到大約75倍木星質量(約0.08倍太陽質量)時,內部溫度將達到800萬度,此時氫的核聚變反應將會點燃,於是一顆恆星誕生了。

    隨著恆星質量的增加,恆星內部的溫度將會急劇升高,內部的核聚變反應也將變得更加劇烈,於是恆星氫元素的消耗速度變快,其主序星壽命變短。恆星可以根據它發出的光譜進行分類,恆星光譜反應了恆星表面溫度的高低,我們太陽屬於中等質量的黃矮星,光譜型別是G,表面溫度高達6000℃,其主序星壽命長達110億年,目前燃燒了近46億年。

    對於小質量的恆星,主序星的壽命更長,比如最小的紅矮星,光譜型別為M,表面溫度小於3500K,其主序星壽命甚至達到了2000億年。我們宇宙誕生於138億年前的一次暴漲,根據理論模型計算,小於0.9倍太陽質量的恆星,其主序星壽命都超過了宇宙年齡。

    所以存在一種可能,宇宙第一批恆星中的小質量恆星,有可能一直燃燒到現在,這些恆星的特點就是擁有極低的金屬含量,目前天文學已經發現了數顆貧金屬恆星。對於大質量的恆星,由於內部的核聚變反應非常劇烈,所以主序星壽命變短,比如對於藍超巨星來說,表面溫度超過20000K,主序星壽命只有大約1000萬年,相對於我們太陽的110億年來說,確實短了很多。中小質量恆星在主序星階段結束後,會經歷短暫的紅巨星時期,然後在核聚變燃料消耗殆盡後,將會坍縮為一顆白矮星,白矮星經過數百億年甚至上千億年的冷卻,最終會成為一顆冰冷的黑矮星,我們宇宙的年齡只有138億年,根據理論模型計算,目前宇宙中還沒有黑矮星形成。

  • 4 # 四川達州人

    怎麼會這麼點?

    理論上,最小的真恆星,比如0.08倍太陽質量的紅矮——核聚變反應極慢,壽命估計能達到萬億年之久。

    大宇宙將要走入熱寂或者大撕裂,這些最小的紅矮星還在堅持——如果他們沒有被黑洞吞噬或者發生碰撞的話。

  • 5 # 鍾銘聊科學

    目前,我們並不知道壽命最長的恆星是什麼。

    這是因為,恆星的壽命和質量有關,質量越大的天體,壽命越短;質量越小的恆星,壽命越長。目前已知壽命最長的恆星是紅矮星,壽命可以達到幾百億年甚至是上千億年。由於目前宇宙只有138億年,所以至今為止沒有一顆紅矮星走到了生命終點,以至於我們無法得知壽命最長的恆星能有多長。

    紅矮星壽命為什麼那麼長?

    紅矮星的壽命之所以非常長,和紅矮星的質量有關。

    我們知道,恆星和行星的區別就是恆星能夠發生核聚變,但核聚變的發生是有條件的,條件就是質量足夠大。

    在天文學上有一句黑話“質量為王”,意思是說,質量越大的天體,其產生的引力也越大,引力會將物質向中心擠壓,但是物極必反,當天體的引力越大時,此時天體內部的壓強以及溫度就會越高,壓強以及溫度又會使得物質呈等離子態分佈,我們一般常見的物質是:固態、液態、氣態。等離子態是這三種狀態之外的另一種狀態。

    在等離子態下,電子會因為受到足夠多的能量,而脫離原子核的束縛,導致原子結構將不會被保留,所以恆星內部是像一鍋粒子粥一樣,原子核,電子,光子到處亂串。

    在宇宙中最為常見的物質是氫和氦,這是因為形成它們的條件比較簡單,所以宇宙中有99%的物質是由氫和氦組成,一般的恆星也是由這些物質組成。

    在等離子狀態下,由於原子核中的質子帶有正電,而同種電荷之間又會相互排斥,因此就會發生核聚變反應。

    但是核聚變反應的條件比較苛刻,以太陽為例,太陽的核心溫度是1500萬度,雖然比紅矮星核心溫度要高得多,但其他這個溫度還遠遠達不到激發核聚變反應的溫度。我們知道氫彈也是利用核聚變反應制作的武器,但引爆氫彈時會先點燃一個原子彈,使溫度達到1億度時才能引爆氫彈。

    那麼紅矮星又沒有原子彈的啟用,它們是怎麼燃燒的呢?

    如果你學過物理,你就知道在微觀世界中存在著一種:量子隧穿效應。意思是說即使是能量不足以激發核聚變反應,但在微觀世界中也存在著一定的機率發生,只不過發生的機率非常低。

    但我們知道,紅矮星內部有非常多的原子核,即使發生的機率低,也可以讓反應得以發生,只不過發生核聚變的反應比較溫和,不像氫彈一樣一下子全炸了,因此紅矮星的壽命比較長,可以持續燃燒大約幾百億甚至上千億年。

    而質量越大的天體,引力越大,使得核心溫度也越高,以至於核聚變反應比較劇烈,使得過不了幾千萬年就炸了。所以質量越大的天體,壽命越短。

    恆星的結局

    恆星的結局也和質量有關,但由於目前科學家們沒有發現一例紅矮星走到了生命盡頭,所以我們無法知道紅矮星核聚變反應結束後會變成什麼。

    像太陽這樣的黃矮星,一般主序星時期約100億年,在這期間,黃矮星會先發生氫原子核核聚變,並將氫原子核轉化為氦原子核。

    之後如果質量足夠大,又會繼續燃燒氦原子核,生成碳等,當氦原子核也燒完時,此時黃矮星剩餘的質量不足以催發碳發生核聚變,於是就會向外丟擲外層的氣體,而核心則坍塌成白矮星。

    如果恆星的質量足夠大,那麼它在燃燒完氦原子核時,還會催發碳核聚變反應,一直到鐵元素。由於催發鐵原子核需要大量的能量,而鐵原子核發生核聚變後只能釋放出較少的能量,所以大多數天體只會進行到鐵元素。

    如果該星球演化到後期,核心質量超過了錢德拉塞卡極限,也就是太陽質量的1.44倍,那麼該星球就會坍塌成中子星。

    如果核心質量超過太陽質量的3.2倍,那麼該星球就會坍塌成黑洞。

    總結

    在宇宙中,天體的質量能決定該星球的命運,如果天體質量沒有達到8%太陽質量,那麼該星球只能成為行星,超過了8%太陽質量的天體才會成為恆星。

    紅矮星就是剛剛達到恆星標準的星球,它們質量比較小,以至於核聚變反應也比較溫和,不至於像超大質量恆星那樣反應劇烈,所以紅矮星的質量非常長,至今為止還沒有一顆紅矮星達到壽命終點,所以我們無法得知宇宙中壽命最長的恆星是什麼。

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