恒星是如何被毁灭的? | 宇宙虚空

明亮炽热的沃尔夫-拉叶 124 星是超新星的前奏,由“詹姆斯·韦伯”望远镜捕捉到。太空望远镜科学研究所(NASA、ESA、CSA、STScI、Webb ERO)

本节 去天体物理学,所以,显然,我们指的是那些为我们提供生命所需能量的天体(其中包括太阳)的毁灭。 但是,奇怪的是,我们今天提出的问题的答案与我们对电影明星(或任何人)的(自我)毁灭所说的没有太大不同,我们听到的关于他们的故事比明星更多。 星星被毁了 由于消费甚至滥用导致不可挽回的失衡的物质。 他们也会被坏的、甚至是黑暗的公司摧毁。 选择你想要的电影或音乐明星来思考这些破坏形式,我会给你举一些宇宙的例子。

马德里康普顿斯大学的一位教授告诉我,人们常说,星星是两个巨大敌人的战场:压力和重力。 每个人都在寻找自己的盟友。 人们常常补充说,最终总会有赢家。

我知道,比较总是令人厌恶的,但它们有助于部分地理解问题。 想象一个气球。 气球壁及其乳胶可防止空气进入。 你必须用力吹气,使引入的空气的压力克服气球的变形阻力并膨胀。 如果我们让气球松散且未封闭,内部的气压会试图与外部的气压相等,并且不会抵抗乳胶的推动,导致气球放气。

让我们看看如何将气球与星星进行比较。 与压缩气球的乳胶壁类似的是重力,它往往会导致物质集中。 随着体积减小,密度增加。 在恒星中,该物质是气体,主要是氢。 当气体被压缩时,其温度和压力会增加。 就像我们引入气球的空气一样,恒星的气体及其压力往往会使恒星膨胀。 我们有两个竞争者:重力倾向于使所有物体落向恒星的中心,压力倾向于使气体分散。 在那场伟大的战斗中,恒星度过了它的一生,包括它诞生之前的阶段以及它死亡或毁灭的过程。 这完全取决于压力是否可以抵消重力。

在恒星诞生之前,现在我们会说这意味着什么,引力获胜。 它比气体压力更强,因为产生恒星的气体云在 -250 度的温度下开始演化(与太阳表面 6000 度的温度相比)。 但云层正在压缩和变暖。 温度和压力增加,这可以抵消重力。 然而,引力正在寻找盟友:​​光! 热气体发出光,发射带走的能量使气体冷却,坍缩继续进行。

最终,压力可能会找到自己的盟友。 根据母云的大小,在塌缩过程中中心温度可能达到如此高的温度,导致氢原子相互碰撞。 知道温度是告诉我们气体粒子移动速度的物理属性,我们就会明白原子最终会克服它们的电斥力并融合形成较重元素的原子核。 一颗恒星已经诞生,其核心可以进行核聚变。

首先,氦气是形成的,虽然不是直接形成的,是的,聚变发生在部分,但那是另一个故事了。 核聚变产生能量,由于恒星气体接收到的额外能量,气体压力最终平衡了重力,恒星变得稳定。 重力加上光最终在压力和融合的作用下进入桌子。 但并不是永远,竞争者会感到疲倦。 无论如何,太阳已经处于这种平衡状态了 45 亿年,它仍然需要到达我们想要在本文中评论的时刻:它的毁灭。

恒星的毁灭来自于物质的消耗,正如我们一开始所说的。 当恒星中心的氢耗尽时,当其中一个盟友失败时,重力会再次发挥作用,恒星就会不稳定。 这最终会导致它的破坏,但在经历其他元素合并的阶段之前不会发生。 但总有一天,将没有材料来产生阻止崩溃所需的能量。 而且,由于无法阻止崩溃,因此会发生更戏剧性的事情。 但我们今天不讲这个,因为我们想讲更多毁灭恒星的方法。

不受控制地消耗物质、滥用物质是毁灭恒星的另一种方式,与前一种方式有所不同。 在质量非常大的恒星中,质量是太阳的数十倍甚至一百倍,物质的数量如此之大,并且由于重力而发生的塌缩如此强烈,以至于它们的核心达到非常高的温度并发生聚变。 它的产生速度比太阳快得多。 这些明星活得很快,留下了美丽的尸体。

滥用氢气消耗涉及两件事。 它们产生的巨大能量将其表面温度升高到其发出的简单光具有自身压力的水平。 换句话说,光对物质施加压力,就像气体一样! 这种压力称为辐射压力,在大质量恒星中它足够高,足以推开外层并摧毁恒星的大部分,然后恒星逐渐溶解。 这就是所谓的沃尔夫-拉叶星的情况,其图像非常壮观。 一个例子是所谓的 γ Velorum(伽玛 Velorum,船帆座中第三亮的恒星),它实际上有 4 颗伴星,其中一颗是沃尔夫拉叶星,在短短 500 万年的时间里已经损失了 75% 的质量年。 他们的命运是更加暴力的毁灭,一旦滥用药物导致他们彻底崩溃,产生超新星。 但我不想进一步讨论这个问题,因为我错过了一种破坏形式:坏伙伴。

有这样的明星 他们没有和合适的人住在一起。 而看似最危险的公司并不总是那些设法摧毁其合作伙伴的公司。 我们举两个例子。

一年多前,检测到一个物体的亮度突然改变。 随后对 X 射线、无线电波和光谱的观察揭示了一个似乎吞噬了一颗恒星的黑洞。 他首先将其变形,然后将其撕裂,最终以加速到接近光速的强大物质射流的形式排出宇宙盛宴的一部分。 与错误的人交往而导致的壮观死亡。

最后一个例子却出人意料:一个普通的明星,因为太善良了。 恒星也可以通过将其部分物质给予伴星(白矮星或中子星)而被摧毁,从而使其变得如此不稳定,以至于爆炸成超新星,并带走其慷慨的伙伴。 在这些超新星中, 与上面提到的不同儿子 非常有趣 而且很有用,但那是另一个故事了。

我们今天就结束了。 他们看起来泰然自若、无所不能,尤其是我们心爱的太阳。 但明星的诞生,或多或少平静地生活,然后以相当暴力的方式死去。 关键是他们如何以及是否能够在生活中实现平衡。 但最终一切都会崩溃,引力总是获胜,它很弱但非常顽强,并以或多或少暴力的方式摧毁了星星。

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#恒星是如何被毁灭的 #宇宙虚空
2024-01-22 04:20:00

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