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1 # 講科學堂
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2 # 千辰澯海天文宇客
太陽已是第二代或第三代恆星了。
科學家都認可宇宙誕生在138億年前的一次大爆炸,在大爆炸後的短短3分鐘後,形成第一代恆星的氫和氦元素隨之而生,經過漫長的70萬年演化出第一代星系和恆星。假如這些恆星還在,應是與宇宙年齡差不多的百億歲老翁。
怎樣證明太陽是第二、三代恆星呢?我查了資料,判認恆星是第一代還是第二、三代最好的證據就是,恆星自身元素含量的丰度。一般第一代恆星都是輕元素含量高,它們只有氫和氦元素,(因為宇宙初期只有氫和氦元素);第二、三代恆星重元素含量高(如氖、鎂、矽、鐵、鎳…)。
第一代恆星透過超新星爆炸,將所有物質拋灑到了太空,形成星際物質,為下代恆星提供更重的元素原料。第二代或第三代或第n代恆星不管什麼結局,無論是爆炸還是塌縮為黑洞都不會將所有物質拋灑到太空的。
太陽已有50億歲高壽,現在正是主序星階段的壯年期,溫度高達1500萬℃。它主要構成除了氫和氦,但透過恆星光譜分析,太陽還有相當部分的氖、鎂、矽、硫、鈣、鐵等69種元素。
因此,太陽最低是第二代恆星或第三代恆星。
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3 # 陌上雲白
根據目前的已知資料,太陽至少是第二代恆星了。
那麼,恆星是如何分“代”的呢?
一般來說,恆星是按照其本身的金屬元素丰度來劃分的。
按照宇宙大爆炸理論,宇宙大爆炸發生時,構成宇宙的氫元素和氦元素就已經形成了。它們同時受到兩種力的影響,一種是源自於暗物質的斥力,使它們加速向外膨脹。這也是宇宙至今還在加速膨脹的原因。另一種力就是萬有引力。在萬有引力的作用下,氫氦元素開始聚集,隨著體積的增大,核心溫度會逐漸升高,當其核心的溫度達到或超過可維持持續核聚變的時候,第一代恆星就形成了。第一代恆星最顯著的特徵有兩個:一個是其自身的金屬元素的丰度極低,幾乎為零,另一個是沒有自己的行星,因為沒有形成形成行星的固體核心。現在,宇宙中仍然有大量的第一代恆星,它們都是些質量很小但壽命超長的紅矮星。
由於此時宇宙相對較小,所以極易形成大質量或者超大質量的恆星,而恆星的壽命會隨著體積的增大而急劇減少。它們在核聚變的時候,會產生鐵及以下的各種元素,而它們結束的方式通常是超新星爆炸。
理論上,當恆星發生超新星爆炸的時候,會把恆星外層的物質拋向太空而中間則會形成中子星,夸克星或者黑洞。儘管現代天文觀測並未證實這一點。同時,超新星爆炸也是鐵以上的重金屬元素的主要成因,甚至可以說是唯一成因。
核聚變和超新星爆炸產生的各種元素和氫,氦元素重新聚集,直至再一次產生新的恆星。這就是所謂的第二代恆星了。
第二代恆星與第一代恆星不同,它的金屬元素丰度要高得多。但由於第二代恆星在宇宙中所處的位置,個體的大小和周圍金屬元素的丰度不同,因此,它們本身的金屬元素丰度並不一致。因此,第二代恆星並沒有一個統一的標準。
第三代以及以後的恆星成因和第二代恆星的成因一樣,只是它本身的金屬元素丰度更高了。但也沒有一個統一的衡量標準。
就太陽而言,透過光譜分析可知,其本身含有的元素達69種之多。這些元素即有其本身核聚變時產生的,也有其形成時就已經存在的。加上其有自己的行星,因此,可以斷定太陽不是第一代恆星,但無法確定太陽是第二代還是第三代恆星。
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4 # 紹明6481
不論什麼樣的重金屬,都不能代表太陽第幾代存在的,只有用銀河系的發展,才能判斷太陽是第幾代的。按銀河系直徑1O萬光年的範圍,太陽最少是銀河系的第九十代恆星,因為第一代恆星最少距離一萬光年距離,所以銀河系中心有個很大的空洞。
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判斷恆星的年代可以透過恆星的金屬元素含量來確定。金屬元素在天文學裡的概念是:氦以後的元素都統稱為金屬元素。
圖:太陽系
科學家透過分析恆星的光譜就能確定恆星的化學成分的構成。每一種原子都有特定的吸收譜線和發射譜線,這種譜線是由原子(通常是核外電子)在吸收了特定波長的光線發生躍遷在光譜上所形成的暗條紋。
圖:紅移現象就是透過比較這些譜線得到的結果,元素的譜線向紅色一段移動了,這代表發出光線的恆星在遠離我們。
由於大爆炸之初所形成的元素絕大多數都是氫和氦,以及極少量的鋰和鈹。這說明第一代恆星不含有金屬元素。這類不含金屬元素的恆星被分類為第三星族。
由於這類恆星的質量非常大,大到有幾百個太陽的質量,巨大質量所產生的極高的溫度和壓力使核聚變反應非常有效率,它們的壽命也非常的短,只有100多萬年。而且由於宇宙的加速膨脹,使得它們距離我們非常的遙遠。目前還沒有確鑿的觀測證據證明它們的存在。
圖:NASA的史匹哲望遠鏡拍到的可能是第三族星的餘暉
第一代恆星核聚變反應使得氦以後的元素產生,在這種大質量恆星生命的末期會發生超新星爆發,使得鐵以後的元素產生。並在反彈力的作用下將這些元素拋灑入了太空之中,並與原始的星雲(只有氫和氦)混合。
圖:蟹狀星雲,由超新星爆發產生
第二代恆星就在這種混合了金屬元素的星雲中產生,但它們的金屬含量比較低,甚至只有太陽的20萬分之一。它們被分類為第二星族。
圖:球狀星團M80,在球狀星團中的恆星主要是貧金屬的第二星族
大質量的第二星族恆星在末期同樣會發生超新星爆發,給宇宙帶來了更多的金屬元素。第三代恆星所含金屬量就比較多了,太陽的金屬元素的丰度就達到了1.6%。這類富金屬含量的恆星就被劃分為第一星族。它們通常都存在於銀河系的懸臂之中。
圖:太陽在銀河系的位置