9第九讲 恒星2

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1、第六讲恒星(2)恒星的诞生银河系约有二千亿个恒星，而宇宙至少有1023个恒星。这些众多的恒星，恒星的质量不尽相同，可能处在不同年龄与演化阶段。天文学家根据观测的结果，再加上理论的计算，构造出恒星演化的理论。恒星演化理论涵盖：恒星的诞生(新生与婴儿期)、主序带恒星的演化(青年与壮年期)、后主序带恒星的演化(老年期)、恒星的归宿(死亡)与化学元素的合成。所以恒星并不是永恒的，他们与我们凡人相似，也有生老病死。本章的内容是有关恒星如何诞生、如何演化进入青年期(主序带)。另一个重要的课题是，天文学家如何用一些方法，来

2、证验恒星演化理论。简单图像：巨大、低密度的冷星云(分子云)经由重力塌缩，将位能转变成热能，当核心的温度升高到可以触发氢融合反应，恒星就诞生了，并变成小而密度高的热星。一、恒星的诞生恒星的质量，大多在太阳质的十分之一到数十倍之间。以太阳而言，其质量约是地球的三十三万倍，可见恒星有相当巨大的质量。能诞生恒星的巨大分子云，又是由几近真空的星际物质，历经亘古的时间缓慢聚集而成。星际物质主要是由氢、氦、尘埃所组成。1、恒星诞生的原料：星际物质星光穿透过星际物质，受到尘埃微粒的瑞利散射(Rayleighscatterin

3、g)，短波长的可见光(如蓝光)受到大角度的散射。长波长(如红光)的可见光，仅受到较小角度的散射。所以短波长的光谱强度衰减的程度，比长波长部份来得多。星云的红化效应因为星际有物质存在，使我们观测到的天体视亮度，比星际是真空时的视亮度来得暗。估计每100pc的距离，星际物质会使星光减弱1.9等。A-星光的消光与红化1)星际物质存在的证据B-发射星云(emissionnebula)–Trifid星云、或HII区域，三裂星雲(Trifidnebula)发射星云：云气受附近热星(通常是O,B型星)紫外光的激发而发光，颜

4、色通常是泛红的，主要来自氢原子的Hα线(6563埃)。在三裂星云中心可能己热星诞生，激发出现在所见的发射星云。位于人马座的三裂星云(M20)距地球约3200光年，同时具有发射星云(泛红)与反射星云(泛蓝)的双重身份。蔷薇星云(NGC2244)中心的云气，受到刚诞生亮星恒星风的吹袭，形成物质较密集的球壳。云气中的氢原子，受O-B型炽热恒星的强烈紫外光的照射，唯一的电子被剥去，形成游离态的氢，此区域常称为HII区(注：中性氢被称为HI)，云气的色彩是来自Hα线。箭头所指的小暗点即为包克云球，它的大小约在1pc左右

5、，质量约10-100太阳质量，可能是原恒星(protostar)的前一阶段。C-反射星云(reflectionnebula)–Trifid星云、反射星云：云气反射恒星的星光，短波长的可见光(如蓝光)受到大角度的散射。长波长(如红光)的可见光，仅受到较小角度的散射，大部份透过，故反射星云呈蓝色。(注：原理与蓝天、红朝阳或红夕阳相同)三裂星雲(Trifidnebula)位于人马座的三裂星云(M20)距地球约3200光年，同时具有发射星云(泛红)与反射星云(泛蓝)的双重身份。D-昂宿星团(thePleiades)E

6、-暗星云–马头星云、本云河盘面、包克云球(Bokglobules)，氢21公分线(无线电波段)，0.26公分CO谱线–巨大分子云(数十万太阳质量)。图中心右方，黑色马头状暗影就是著名的马头星云，因聚集的星际物质，遮挡了来自后方的星光，所形成的天文奇观。马头星云距地球约5000光年，高度约在0.8光年左右。马头星云的左下方为NGC2023，是一个反射星云(reflectionnebulae)。左方的亮星是猎户座ζ星(伐三)(ZetaOrionis)，是猎人腰带三颗星最靠东方的一颗，ζ星下方泛黄的星云是NGC20

7、24。马头星云由地球往本银河系盘面看出去的景象，遮盖中央明亮群星的黑暗物质即为星际物质。本银河系盘面蔷薇星云(NGC2244)中心的云气，受到刚诞生亮星恒星风的吹袭，形成物质较密集的球壳。云气中的氢原子，受O-B型炽热恒星的强烈紫外光的照射，唯一的电子被剥去，形成游离态的氢，此区域常称为HII区(注：中性氢被称为HI)，云气的色彩是来自Hα线。箭头所指的小暗点即为包克云球，它的大小约在1pc左右，质量约10-100太阳质量，可能是原恒星(protostar)的前一阶段。2）温度：数K到数百K之间，全看距离恒星

8、多远而定，平均约在100K左右。3）密度：平均106原子/米3，或每CC的太空中，平均来说有一个原子。分布并不均匀，最密者有109原子/米3，而最疏者低达104原子/米3。在地球上实验室能造成的最好真空约在1010分子/米3，而在海平面太气每立方公尺中含有1025个分子。4）成份：分析星际星云的吸收光谱，可以得知，星云90%是原子或分子氢，9%为氦，剩下的为较重的元素、分子与星际尘埃。星云的温度很低