太陽位于太陽系的中心,也是地球的光和能量的主要來源。八大行星,小行星,流星體和彗星都繞著這個大火球在各自的軌道旋轉。太陽的表面成分包括氫,氦,和痕量的其他元素,比如鐵,鎳,氧,硅,硫,鎂,碳,氖,鈣和鉻。太陽有著大約5780K(5506.85℃)的表面溫度,而且它距離地球1.496×10的11次方米(一億四千九百六十萬千米)。現在,讓我們討論一下這個巨大的炙熱恒星的形成。
盡管我們沒有發現關于太陽形成的準確信息,但是人們認為太陽形成于1千萬年-2千萬年前。按照天文學家的說法,太陽表面的氫氣是伴隨著宇宙大爆炸產生的。換句話說,太陽和宇宙中的其他物質的產生時間大致相同。發生宇宙大爆炸時,氫氣凝結形成巨大的云,之后,云的聚集形成了巨大的宇宙。一些氫氣沒有參與聚集,漂浮在宇宙中。
隨后,由于某些原因,這些自由漂浮的氫氣聚集而形成了太陽和太陽系。通常,我們認為,太陽和太陽系的前身是一個緩慢旋轉的由氫分子,氦分子和灰塵組成的分子云。之后,分子云由于自身的重力而壓縮,伴隨著壓縮過程,分子云的旋轉速度變得更快。分子云的高速旋轉最終使它變成了一個巨大的圓盤。
圓盤的質量主要聚集在中心,使其中心產生了一個氣體球,這個氣體球持續地吸引來自圓盤的物質,由此導致了氣體球內溫度和壓強的增加,使得原子開始在氣體球的中心結合。這就是由氣體球形成太陽的時刻,圓盤中除了氣體球的其他部分形成了行星和太陽系的其他組成。
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太陽系的形成和進化和恒星的演變
現今的太陽大概處于其生命中最穩定的部分的一半,在過去的四十億年里它都沒有劇烈的變化,并且會在接下來的五十億年繼續保持相對穩定。然而在其核心的氫聚變停止后,太陽的內部和外部都會經歷劇烈的變化。
太陽的形成
太陽是大約在46億年前,從由氫氣和氦氣組成的巨大分子云的坍縮所形成的,該分子云可能還產生了許多其它的恒星。其年齡是由恒星演化的計算機模型和核子宇宙年代學估算出來的。該結果與太陽系最古老物質的輻射測量數據一致——在45.67億年前。古代流星雨的研究揭曉了短壽命同位素的穩定子核,例如只在爆炸的短壽命恒星中形成的鐵-60(Fe)。
這暗示了不止一個超新星在太陽形成的附近區域發生。一個來自附近超新星的沖擊波會通過壓縮分子云中的物質并導致某些區域在自身的重力下坍縮,從而觸發太陽的形成。當分子云的其中一片發生塌縮,它也開始因角動量守恒開始旋轉并且隨著高壓升溫。大部分質量集中在中心而剩余的則平展成一個圓盤進而演變成星球和其他太陽系天體。分子云核心內的引力和壓力在產生大量的熱量并且從周圍的圓盤累積更多的物質,最終引發核聚變。
恒星演變是一個恒星隨著時間的推移變化的過程。它的壽命范圍可從最小規模的幾百萬年道到最大規模的幾萬億年不等,這取決于恒星的質量。這其實比宇宙的壽命長很多。該表顯示了恒星的壽命作為其質量的作用。[1]所有的恒星都是由坍縮的云的氣體和塵埃形成的,這種云通常被稱為星云或者分子云。經過幾百萬年的時間推移,這些原恒星穩定下來進入一個平衡的狀態,變成了所謂的主序星。
核聚變在一顆恒星的大部分生命中供以動力,首先,能量是由主序星的氫原子聚變生成的。接著,核心中占優勢的原子變成氦,類似太陽的恒星開始同氫和核心周圍的球殼進行融合。這個過程導致恒星的體積逐漸的變大,經過亞巨星階段直到它到達紅巨星階段。有著太陽一半質量的恒星也能開始通過氦聚變產生能量;而更大的恒星則可以沿著同心殼合成重元素。
一旦像太陽一樣的恒星耗盡它的核燃料,它的核心會崩塌為一個高密度的白矮星,而外部則被驅逐成行星狀星云,有著比太陽的質量大十倍或以上的恒星會爆炸成超新星,惰性的鐵核心坍縮為密度極高的中子星或者黑洞。雖然宇宙還沒有老到任何紅矮星達到他們的生命的盡頭,恒星模型暗示了他們在耗盡氫燃料之前會慢慢變的更明亮和炎熱,最后變成低密度的白矮星。
恒星演變并不是通過觀察一顆恒星的生命來研究的,因為大多數恒星變化的太慢以至于不能被探測到,即使是經過幾個世紀。反而,天體物理學家通過觀察在恒星生命中不同時期的大量恒星,以及使用電腦模型來模擬恒星的結構來認識恒星是如何演變的。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. lifestyle-愛天文的Maddi/一個沒有天賦的人
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