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第3节　恒星的一生

“康德—拉普拉斯星云说”

太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是太阳，然后，剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等行星。

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这是一个恒星

太阳

主序星

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这些都是恒星，你认识吗？

行星状星云

红巨星

白矮星

中子星

超新星

黑洞

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白矮星:M4星图中的白矮星

(White Dwarf Stars in Globular Cluster M4)

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红巨星:哈勃望远镜所拍摄的参宿四(Betelgeuse)

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蟹状星云(Crab Nebula)中的中子星

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　 1998 哈勃望远镜发現圆盘环绕这巨大黑洞 (质量达三亿个太阳)的黑洞，而围绕它的是椭圆星系NGC7052。

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这些恒星和太阳有什么不同？

讨论：

红巨星：表面温度比太阳低，但体积比太阳大，亮度比太阳高。

行星状物质：质量体积比太阳大，但亮度较暗。

超新星：亮光相当于十亿颗太阳

白矮星、中子星、黑洞：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。

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恒星的一生

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恒星不永恒

恒星的一生

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决定恒星寿命的因素只有一个——质量！

质量愈大，寿命愈短！

太阳可活一百亿年，而天狼星的寿命却只有几百万年。按比例来看，如果太阳可活七十岁，天狼星只能活三天！

恒星的寿命

15倍太阳质量　 1千万年

1倍太阳质量 1百亿年

0.2倍太阳质量 1万亿年

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小质量恒星

红巨星的外壳慢慢消散

中心的核压缩成为白矮星

白矮星冷凉了，就成了黑矮星

小一点的恒星，默默的死去。

死路不只一条

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死路不只一条

大质量恒星

一系列核反应后，他们呈现洋葱结构

没有了能量抵抗引力，超新星爆发

外层被炸飞，剩下的核被压缩

中子星（10亿吨/cm3）

黑洞

大一点的恒星，光辉的尾声。

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恒星的死亡

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大质量恒星的一生

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太阳的命运

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太阳的一生大致是100亿年。

大约在50亿年以前，一团十分巨大又十分稀薄的气体云，在自己的重力作用下收缩着。它开头收缩得很快，后来由于内部发热，收缩慢了下来，直到形成一批高热、密头的气体大团块，这些就是“原恒星”，其中一个就是我们的太阳。

太阳进一步收缩，内部温度更高，引发了“热核反应”，于是停止收缩，进入“成年”时期。就是我们现在看到的太阳了。

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大约再过50亿年，太阳核心部分的“燃料”用光后，就会猛地又收缩一下。这一来，温度再次猛增，使外层原来没有烧过的“燃料”也“烧”起来了。此时，太阳会猛烈地膨胀，成为一颗“红巨星”。

太阳会胀得很大，太阳能把水星和金星都“吞掉”。地球轨道恰好在这个胀大了的太阳表面的位置。这时的地球即使不被炽热的太阳“吞掉”，也会被烤得熔为一团熔岩。但与此同时，也会有其他小行星变得适合人类居住，也许那就是人类未来的避难处。

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“红巨星”阶段大约有10亿年。然后，一切可“烧”的“燃料”都用完了，红巨星开始再次收缩，越变越小，大约只有现在的体积的十万分之一，才稳定下来。尽管表面温度可以高达1万度，但表面积变小了，发出的热量会大大减少，这时，太阳就进入了“老年期”，成为“白矮星”一样的天体，表面温度高、体积小、密度很大（每1cm3物质有10吨重）。由于没有内部能源，所以这个“老年期”并不能永远维持下去，而是逐渐冷却，最后成为一个黑暗无比的“暗矮星”。

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太阳

红巨星

白矮星

暗矮星

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了解了太阳一生的演化之后，你对宇宙有了什么新认识。

思考：

宇宙也像恒星一样，也有诞生，成长，死亡的时候。

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通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星的演化理论。

恒星的一生

星际气体　　　　　　　　　

收缩形成

中子星

黑洞

主序星

原恒星

主序星

太阳

红巨星

白矮星

暗矮星

大恒星

超红巨星

超新星

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　　恒星也有自己的生命史，它们从诞生、成长到衰老，最终走向死亡。它们大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。

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一颗大质量恒星的生命循环

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再 见

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红巨星

　　　　　　　红巨星，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。红巨星的体

积很大，它的半径一般比太阳大100倍。

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行星状星云

　　质量大于太阳质量1.4倍，外围的气体及冰粒便会以每秒数十公里的速度向外膨胀，外貌像土星的光环一样，天文学家叫行星状星云，而剩下的核心的光度会暗淡下去。

行星状星云

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　　超新星是恒星在死亡前的一次大爆发，所释放的能量，发出的亮光相当于十亿颗太阳。爆炸将星球物质以接近光速的速度，向四面八方发射。每一颗恒星一生之中最多只可能发生一次。

超新星

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　　　　　 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。它的密度在1000万吨/立方米左右。白 矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反 应已停止 。

白矮星

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　　质量约是太阳4－10倍的恒星在超新星爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中子星，由中子构成，密度为水的1014倍，仅1cm3的质量就有全球人类那么重，直径仅为30km。

中子星

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黑洞

　　质量比太阳大10倍以上的恒星，超新星爆炸后会形成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连光线也会被吞没，所以我们是看不见　黑洞的。但是如果黑洞附近有另外一颗恒星，我们可以从这颗邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形，证明黑洞的存在。

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