恒星的形成与演化

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1、2021/9/251第三章恒星的形成与演化恒星形成恒星结构元素合成恒星演化超新星密近双星2021/9/25xkong@ustc.edu.cn2恒星形成Studyingthischapterwillenableyouto:Discussthefactorsthatcompeteagainstgravityintheprocessofstarformation.Explainhowtheprocessofstarformationdependsonstellarmass.Describesomeoftheobservatio

2、nalevidencesupportingthemoderntheoryofstarformation.Explainthenatureofinterstellarshockwaves,anddiscusstheirpossibleroleintheformationofstars.2021/9/25xkong@ustc.edu.cn3早期大爆炸第一代结构现在2021/9/25xkong@ustc.edu.cn4大爆炸宇宙学宇宙的极早期，宇宙的温度和密度都极高温度不断下降，宇宙辐射为主物质为主气体逐渐凝聚成气云，然后有

3、恒星、星系恒星形成理论星际气体怎么会形成光辉夺目的恒星呢？2021/9/25xkong@ustc.edu.cn5Howdostarsform?Whatfactorsdeterminethemasses,luminosities,anddistributionofstarsinourGalaxy?Whatdetermineswhichinterstellarcloudscollapse?引力！引力为天体和整个宇宙动力学的支配者2021/9/25xkong@ustc.edu.cn62021/9/257恒星形成理论:弥漫学说散

4、布于空间弥漫物质在引力作用下凝聚为恒星宇宙空间存在着大量的星际物质:原子/分子/尘埃由于星际物质密度的不均匀性，形成了一些密度较大区域星际物质受到引力的作用，便聚集到这些区域，形成星云星云不断收缩，势能转换为恒星内部热能和向外的辐射能星云温度不断提高，并向外辐射能量，从而形成原始恒星不同类型的恒星规模较小的星云形成一个孤立的恒星,大的星云由于密度不均匀,其中有几个质量中心,因而形成双星、聚星或星团。质量非常小的星云,不能收缩成为恒星2021/9/25xkong@ustc.edu.cn8金斯（Jeans）不稳定性由万有引力

5、产生的一种不稳定性，因金斯在20世纪初最先研究而得名对于一个如星云的自引力体系，当星云的质量足够高时，(向内的)引力超过由热运动和湍动产生的(向外的)压力，将引起星云的收缩星云不稳定的极限质量称为金斯(Jeans)质量：JamesJeans1877-19462021/9/25xkong@ustc.edu.cn9中性氢云：n~1cm-3,T~100K→MJ~3×104M⊙暗分子云：n~106cm-3,T~10K→MJ~1M⊙Jeans质量判据给出了非相对论、无磁场星云坍缩的必要条件(并不是所有的星云都可以形成恒星)金斯（J

6、eans）不稳定性2021/9/25xkong@ustc.edu.cn12其它影响恒星形成的因素：能量的有效辐射辐射压将反抗引力,阻碍星云塌缩星系潮汐力影响星云原初角动量Rotation—thatis,spin—canalsocompetewithgravity'sinwardpull垂直自转轴方向停止收缩，平行方向继续收缩，星云变得扁平且密度增大，最终星云碎裂。总角动量被分解为各个碎块的自转和轨道角动量。2021/9/25xkong@ustc.edu.cn13其它影响恒星形成的因素：原始星云的磁场原始星云一般具有微弱的

7、磁场。随着星云收缩，磁场强度变大。磁场将阻止星云收缩，特别是垂直于磁场方向的收缩。Magnetismcanhinderthecontractionofagascloud,especiallyindirectionsperpendiculartothemagneticfield(solidlines).Frames(a),(b),and(c)tracetheevolutionofaslowlycontractinginterstellarcloudhavingsomemagnetism.2021/9/25xkong@ust

8、c.edu.cn14演化轨迹：eachforafixedmassatdifferenttimes等年龄线：eachforafixedtimeanddifferentmasses2021/9/25xkong@ustc.edu.cn15阶段观测天体核心温度(K)表面温度(K)核心密度(cm-3)直径(cm)持续时间(yr