地理：1.3《恒星的一生和宇宙的演化》课件新人教版选修1

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1、恒星形成的条件恒星通常是在星际气体中诞生的。在宇宙中，当星际气体的密度增加到一定程度时，由于其内部引力的增长大于气体压力的增长，这团气体云就开始收缩。这样的倾向一开始，其自身引力使巨量物质的密度普遍增大。巨大质量的星际物质开始变得不稳定。这些巨量的星际气体与尘埃坍缩进行得越来越迅猛，开始分裂形成较小的云团，密度也增大了许多。这些较小的云团最终将各自成为一颗恒星。如果有一团星际气体超过通常的星际物质（每立方厘米一个氢原子）的密度，达到每立方厘米六万个氢原子。经历几十万年后，其中心区的密度逐渐变大，核心开始升温，随着温度的上升，压力开始变大，坍缩逐渐停止。

2、外部物质不断落到内部的小核上，它带来的能量在物质撞击到核心上时又成为辐射而放出。与此同时，核心在不断缩小，并变得越来越热。温度达到二千度左右时，氢分子开始分解成为原子。核心开始再度收缩，收缩时释放出的能量将把所有氢分子都分解为原子。这个新生的核心比今天的太阳稍大一些，不断向中心落下的外围物质最终都要落到这个核心上，一颗质量和太阳一样的恒星就要诞生了。人们将这时的天体称为“原恒星”，它的辐射消耗主要由下落到它上面的物质的能量来补充。其余的云团物质还在不断向它落下，密度还在不断增大，内部温度也在上升。直至中心温度达到一千万度发生聚变。一颗原始的恒星诞生了。

3、恒星是在氢分子云的中心产生的，因而主要由氢组成。高温使氢里面的质子和电子分离，四个质子聚合，就成为一个氦核。氦核的质量小于它赖以形成的四个质子质量之和。这个质量差只是总质量的千分之七，但是这一点质量损失转化成了巨大的能量。像太阳那样的恒星有一个巨大的核，在那里每秒钟有六亿吨氢变成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈冲击就能阻止引力收缩。一旦燃料用光，热核反应的速率立即剧减，引力与辐射压之间的平衡被打破了，引力占据了上风。有着氦核和氢外壳的恒星，在自身的重力下开始收缩，压强、密度和温度都随之升高，于是恒星外层尚未动用过的氢开始燃烧，外壳开始膨胀，而核心在收缩

4、。红巨星红巨星在迅速膨胀时，发出的光越来越偏红。它极为明亮，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。红巨星在大约一亿度的高温下，恒星核心的氦原子核聚变成为碳原子核。每三个氦核聚变成一个碳核，碳核再捕获另外的氦核而形成氧核。这些新反应的速度与缓慢的氢聚变完全不同。它们像闪电一样快地突然起爆（氦闪耀）。经历约一百万年后，核能量的外流渐趋稳定。此后的几亿年里，恒星处于暂时的平稳，核区的氦在渐渐消耗，氢的燃烧越来越向更外层推进。这时的恒星将膨胀得极大，以使自己的结构适应于光度的增大。它的体积将增大十亿倍。这个过程中

5、恒星的颜色会改变，因为其外层与高温的核心区相距很远，温度就低了下来。这种状态的恒星称为红巨星。红巨星红巨星时期的恒星表面温度相对很低，但极为明亮，因为它们的体积非常巨大。肉眼能看到的最亮的星中有许多就是红巨星，如参宿四、毕宿五、大角、心宿二等。我们的太阳在五十亿或六十亿年后也将变成一个红色“巨人”。当核心的氢耗完时，太阳就开始膨胀，那时水星将化为蒸汽，金星的大气将被吹光，地球上的海洋将沸腾。然后太阳还会继续膨胀，并将地球纳入它的势力范围。地球被烧焦的残骸会继续在巨型太阳灼热而极稀薄的大气里转圈。红巨星外层物质的密度比地球实验室里能得到的最好真空还要低得

6、多。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。超新星在恒星大膨胀成为红巨星，热核反应速率也不可逆转地衰减之后，恒星吹出气体并收缩到地球那样大小，即几千公里直径。物质的浓缩使得星体表面温度大为升高，以至真正成为白热。小尺度和高表面温度这两个特征，使这种星得名为白矮星。白矮星的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨/米3左右。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反应已停止。白矮星白矮星是中等质量恒星演化的终点，在银河系

7、中随处可见。它的质量越大，半径就越小。由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出辐射的同时，也以同样的速率冷却。但是，白矮星本性节俭，它在形成后要经过数十亿年的冷却时间。白矮星的变暗过程是如此之慢，自一百五十亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来，恐怕还没有一个黑矮星形成，这里需要极大的耐心。太阳正处在其主序阶段的中点，还要经过五十亿年才到行星状星云那样的“高龄”，它将再短暂地活跃十万年，然后成为一颗白矮星并在一百亿年中缓慢地死去，最后作为一颗黑矮星而永存。铁是大质量恒星核心的最后灰烬。与此同时恒星还不断地膨胀其外壳以调节平衡，它会膨胀到一个异常巨大的尺度，

8、成为红超巨星。红超巨星是宇宙中最大的恒星。如果把这样一个星放在太阳系中心，它将吞没包括远在五十