大质量恒星的演化92页PPT
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太阳系的形成和恒星的演化PPT课件(初中科学)
太阳
太阳是太阳系的中心，也是由星云形成的 一颗恒星，恒星真的能永恒吗？
常见的恒星
红巨星
行星状星云
超新星
白矮星
中子星
黑洞
红巨星
红巨星，称它为“红”巨星， 是因为在这恒星迅速膨胀的 同时，它的外表面离中心越 来越远，所以温度将随之而 降低，发出的光也就越来越 偏红。不过，虽然温度降低 了一些，可红巨星的体积是 如此之大，它的光度也变得 很大，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。
太阳系是由一块星云收缩形成的，先 形成的是太阳，然后，剩余的星云物质 进一步收缩演变，形成地球等行星。
理论根据：八大行星绕日运行的特征
星云：是由气 体和尘埃物质 组成的巨大云 雾状天体。直 径大多十几光 年
一.原始的太阳星云是一个扁平的、自转的 气体尘埃圆盘。50亿年前原始太阳星云因 万有引力作用而收缩凝聚
思考： 了解了太阳一生的演变之后，你对宇
宙有了什么新认识。
宇宙也像恒星一样，也有产生，成长， 死亡的时候。
1.直径比太阳大数十倍、亮度比太阳大得多的 红色恒星是（ B ）
A.超新星 B.红巨星 C.白矮星 D.黑洞
2.有关黑洞的描述，正确的是（ C ） A.黑洞是宇宙空间中某些黑色区域，这里什么 物质也没有 B.黑洞不是恒星 C.黑洞的密度非常大 D.黑洞不断地向外面抛射着物质
讨论：这些恒星和太阳有什么不同？
红巨星：表面温度比太阳低，但体积比太阳大， 亮度比太阳高。
行星状星云：质量体积比太阳大，但亮度较暗。 超新星：亮光相当于10亿颗太阳 白矮星、中子星、黑洞：体积小、亮度低，但质
量大、密度极高。
二、恒星的演变
九年级科学下册《恒星的演化》课件华东师大版
蛾眉月
月球公转轨道
D 下弦月 月球变化规律
光球→色球→日冕
温度：低
高
亮度：大
小
厚度：小
大
密度：大
小
太阳活动的主要类型
活动类型 位置 概 念
其他
黑子
光 球
光球上常出现 的暗黑色斑块
黑子多少和大 小是太阳活动 强弱的标志
耀斑
色 球
色球上有时 耀斑爆发是太 出现增大、 阳活动最激烈 增亮的斑块 的显示
地球磁力线
产生“磁暴”现象， 使磁针无法指示方向
影响无线电短波通讯
3.太阳风——形成极光
极光
月球概况
• 月地平均距离是 38.4万千米 • 月球直径约为地球直径的1/4 • 月球体积约为地球体积的1/49 • 月球表面面积约为地球表面面积的1/14 • 月球质量约为地球质量的1/81
• 月球表面重力加速度是地球表面重力加速度 的1/6
里
外
光球
色球
日冕
黑子（强弱的标志） 耀斑（最激烈的显示）太阳风 日珥
温度：增高 厚度：增厚 亮度：变暗 密度 变小
太阳黑子
思考：太阳黑子年际变化的周期大约是多少年？
（11年）
1.太阳黑子——影响气候 影响降水，产生激烈天气现象
思考：不同纬度带的降水量与黑子相对数之间有怎样的相关性？
2.耀斑、太阳风——引起磁暴，影响短波通讯
有关太阳的几个数据
• 日地平均距离 1.5亿千米 • 太阳半径 是地球半径的109倍 • 太阳质量 是地球质量的33万倍 • 太阳体积 是地球体积的130万倍 • 太阳密度 是地球密度的1/4 • 太阳表面重力加速度是地球表面重力
加速度的28倍
恒星的演变
炸把部分重元素抛向 太空，成为星际物质。这些星际物质在适当的情况下可以 形成新的恒星、行星，或被其它恒星俘获，聚集成行星。 这就是行星中重元素的来源。
中子星的质量有个上限，大约为3~4 M⊙，超过这一极限 的中子星是不稳定的，会进一步塌缩形成黑洞。几十年前， 科学家们根据爱因斯坦广义相对论的理论研究，预言了一 种叫做黑洞的天体。黑洞是一种奇怪的天体。它的体积很 小，而密度却极大，每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。 假如从黑洞上取来一粒米那样大的一块物质，就得用几万 艘万吨轮船一齐拖才能拖得动它。如果使地球变成一个黑 洞，其体积就象一个乒乓球。因为黑洞的密度大，所以它 的引力也特别强大。黑洞内部的所有物质，包括速度最大 的光都逃脱不了黑洞的巨大引力。不仅如此，它还能把周 围的光和其它的物质吸引过来。黑洞就象一个无底洞，任 何东西到了它那儿，就不用想再出来，给它命名黑洞是再 形象不过了。
白矮星的主要化学成分是高密度的碳和氧。那 么宇宙中硅、镁、铁等元素来自何方呢？它们 来自超大质量恒星的演化。如果一颗恒星，在 中心部分氢--氦热核反应终止，开始向红巨星演 变时，还有8 M⊙以上的太阳质量，那么它们会 发生更深层次的热核反应。这种超大质量恒星 内部，在塌缩时巨大的引力势能可把那里的温 度加热到6亿度以上，使用权碳发生聚合反应生 成氖和镁，这时进一步升高到10亿度，氖和氦 又合成镁。此反应导致温度再升到期15 亿度以 上，氧开始燃烧合成硫、硅等元素。然后，温 度进一步升到30 亿度以上，硅开始燃烧，并引 发成百上千种的核反应，最终生成铁。
弥漫于银河系中的星际物质（尘埃和气体，主要由氢和氦组成），在 万有引力的作用下聚集起来，形成星体。聚集过程中它们的引力势能 转化为热能，使原本很冷的物质温度升高，如果聚集成星体的物质很 多，多到相当于太阳质量或大于太阳质量，引力势能转化成的大量热 能可使星体内的温度升高到1000万度，从而点燃星体中的氢的聚变反 应。这时，一颗发光发热的恒星就诞生了。如果星体的质量小于0.1 M⊙，点燃不了氢的聚变反应，不可能是恒星，只能是行星。恒星中 氢燃烧生成氦的热核反应，大约可以维持100亿年，这时，恒星处在 一个长期稳定的时期，这个时期约占恒星寿命的99%。这样的恒星称 为主序星。我们的太阳就是处于主序星阶段的恒星，它的中心温度高 达1500万度，压强达到3×1016Pa，那里正进行着猛烈的热核反应， 太阳已经在主序星阶段燃烧了50亿年，目前正处在它的中年时期。
中子星的质量有个上限，大约为3~4 M⊙，超过这一极限 的中子星是不稳定的，会进一步塌缩形成黑洞。几十年前， 科学家们根据爱因斯坦广义相对论的理论研究，预言了一 种叫做黑洞的天体。黑洞是一种奇怪的天体。它的体积很 小，而密度却极大，每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。 假如从黑洞上取来一粒米那样大的一块物质，就得用几万 艘万吨轮船一齐拖才能拖得动它。如果使地球变成一个黑 洞，其体积就象一个乒乓球。因为黑洞的密度大，所以它 的引力也特别强大。黑洞内部的所有物质，包括速度最大 的光都逃脱不了黑洞的巨大引力。不仅如此，它还能把周 围的光和其它的物质吸引过来。黑洞就象一个无底洞，任 何东西到了它那儿，就不用想再出来，给它命名黑洞是再 形象不过了。
白矮星的主要化学成分是高密度的碳和氧。那 么宇宙中硅、镁、铁等元素来自何方呢？它们 来自超大质量恒星的演化。如果一颗恒星，在 中心部分氢--氦热核反应终止，开始向红巨星演 变时，还有8 M⊙以上的太阳质量，那么它们会 发生更深层次的热核反应。这种超大质量恒星 内部，在塌缩时巨大的引力势能可把那里的温 度加热到6亿度以上，使用权碳发生聚合反应生 成氖和镁，这时进一步升高到10亿度，氖和氦 又合成镁。此反应导致温度再升到期15 亿度以 上，氧开始燃烧合成硫、硅等元素。然后，温 度进一步升到30 亿度以上，硅开始燃烧，并引 发成百上千种的核反应，最终生成铁。
弥漫于银河系中的星际物质（尘埃和气体，主要由氢和氦组成），在 万有引力的作用下聚集起来，形成星体。聚集过程中它们的引力势能 转化为热能，使原本很冷的物质温度升高，如果聚集成星体的物质很 多，多到相当于太阳质量或大于太阳质量，引力势能转化成的大量热 能可使星体内的温度升高到1000万度，从而点燃星体中的氢的聚变反 应。这时，一颗发光发热的恒星就诞生了。如果星体的质量小于0.1 M⊙，点燃不了氢的聚变反应，不可能是恒星，只能是行星。恒星中 氢燃烧生成氦的热核反应，大约可以维持100亿年，这时，恒星处在 一个长期稳定的时期，这个时期约占恒星寿命的99%。这样的恒星称 为主序星。我们的太阳就是处于主序星阶段的恒星，它的中心温度高 达1500万度，压强达到3×1016Pa，那里正进行着猛烈的热核反应， 太阳已经在主序星阶段燃烧了50亿年，目前正处在它的中年时期。
太阳系的形成和恒星的演化(PPT课件(初中科学)26张)
制作模型
把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段的模型： 1.圆盘状星云阶段。 2.早期太阳形成阶段。 3.行星形成阶段。
3.有关太阳系形成的其他学说
——至今已有五十多种
①康德—拉普拉斯星云说：
②灾变说：
灾变说认为地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星 接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。
4．阅读材料，回答下列问题。 天文学家认为星云物质在某些条件下会形成原恒星，原恒星不断收缩，
内部温度和压力升到相当高，然后进入被称为主序星的稳定期。太阳目前 正处于主序星演变阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成。 维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应。在演变末期，太阳将离开主序星 阶段膨胀而转化为红巨星的演变阶段，然后塌陷为密度很大的白矮星，最 终将慢慢熄灭，变成一颗看不见的黑矮星，成为星云的一部分。 （1）地球只接受了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生
星云是由气体和尘埃物 质组成的巨大云雾状天体。
圆盘内的元素通过衰变释放能量，辐射升温，尘埃粒子 蒸发为气体，圆盘中心的气体倒塌收缩形成早期太阳。
③行星形成阶段：
星云是由气体和尘埃物 质组成的巨大云雾状天体。
剩余的星云物质进一步收缩演变，形成地球等行星。
星云学说推论的重要根据：
只有太阳和太阳系的行星形成 于同一个旋转的星云云盘，太阳的 自转方向和太阳系的行星的公转方 向才会一致；形成太阳系的行星的 物质来源于同一个扁平的星云云盘， 才导致太阳系的行星公转轨道几乎 位于同一平面上。
情境导入
同学们都知道这是一幅什么图片吧？
这就是我们生活的太 阳系，我们已经知道一些 关于太阳和太阳系八大行 星的相关知识，并且上一 节课我们也学习了关于宇 宙起源的知识。那么，大 家知道太阳系是怎样形成 的吗？
大质量恒星的演化
铁核开始坍缩
▪ 大质量恒星中心的Fe核开始坍缩
▪ Fe核的密度、温度和引力飞速上升 中心Fe 核电子简并为地球大小
▪ 当电子简并压也不能支持引力 Fe核继续坍 缩到 T >= 1010 K，密度 > 10吨/cm3
• 10 倍电子简并支持的白矮星的密度
铁核加速坍缩
▪ 热伽马射线光子 光致离解 Fe 原子核 消 耗中心核的巨额热能 加速Fe核坍缩
▪ He核不再简并，C和更重的元素可以平稳燃烧。 核心区核反应所产能量主要以对流方式向外传 输
主序阶段H燃烧：CNO循环
▪ 净反应: 12C + 41H + 2e- 12C + 4He + 2v + 7γ ▪ 大质量恒星主序阶段，在H聚变为He的反应中，
• C仅作为一种催化剂 • N和O只是中间反应产物
▪ 当氖枯竭 氧燃烧 + Ne、C、He、H壳层燃 烧+…
▪ 当氧枯竭 …
演化的大质量恒 星内部结构类似 洋葱
脉动变星 Pulsating variable stars
▪ 主序恒星是稳定的
▪ 但主序后恒星并非如此，周期性交替变大变小 ，视为脉动变星
▪ 造父变星（Cepheid variables）：最高质量最 亮的脉动变星
• 原型：Delta Cepheid • 周光关系：测量邻近星系的距离
▪ 天琴座RR星变星 （RR Lyrae variables）：不 稳定的HB星（小质量恒星）
大质量恒星有高速星风
▪ Eta Carinae （船底座7）
▪ M = 100Msun ▪ L = 3x106Lsun ▪ HST：抛射的尘埃云在膨
▪ He核质量连续增长，但不形成简并He核 在 H-R图上，没有加速攀升的 RGB 和 AGB 阶段
恒星的演化过程示意图
恒星的演化过程示意图
恒星的演化过程示意图
恒星的寿命取 决于它的质量
星云的气体和尘埃一 旦紧缩成一颗原恒星 时.一颗恒星就诞生了
恒星的燃料消耗殆尽 时，它就会膨胀变成
巨星或超巨星
巨星或超巨星
原恒星
质量最大的ห้องสมุดไป่ตู้星遗留物 会形成黑洞，即使光也 无法从黑洞中逃逸出来
巨星或超巨星可能爆 炸成为超新星
超新星
小型和中等恒 星会变成红巨 星，而后又会
变成白矮星
白矮星
耗尽能量后就 变成黑矮星
黑洞
遗留物会变 成中子星
黑矮星
中子星
恒星的演化过程示意图
恒星的寿命取 决于它的质量
星云的气体和尘埃一 旦紧缩成一颗原恒星 时.一颗恒星就诞生了
恒星的燃料消耗殆尽 时，它就会膨胀变成
巨星或超巨星
巨星或超巨星
原恒星
质量最大的ห้องสมุดไป่ตู้星遗留物 会形成黑洞，即使光也 无法从黑洞中逃逸出来
巨星或超巨星可能爆 炸成为超新星
超新星
小型和中等恒 星会变成红巨 星，而后又会
变成白矮星
白矮星
耗尽能量后就 变成黑矮星
黑洞
遗留物会变 成中子星
黑矮星
中子星
清华大学天文学导论-7大质量恒星的演化
• 例如 SN 1998bu
目前，每年发现大约数千颗
超新星的主要特征
光度： L～107-1010 L⊙
爆发能 E～1047-1052 ergs（其中中微子占99%， 动能占 1% ，可见光辐射占 0.01%） 膨胀速度 v～103-104 kms-1
产物：膨胀气壳（超新星遗迹）+ 致密天体 （中子星[脉冲星]或黑洞） • Ia型无致密残骸
超新星的爆发机制
Ia（热核）超新星：小质量双星系统中吸积白矮星的 C（He，O）爆燃 Ib/Ic, II型（核坍缩）超新星：大质量恒星的核坍缩
超新星1987A SN 1987A（II型）
1987.2.23爆发于银河系的一个小的伴星系大 麦哲伦云中( 距离160,000光年，靠近南天极) 望眼镜发明（~400年）以来第一颗肉眼发现 的超新星
W44
IC 443
3。恒星演化、超新星爆发与元素合成
宇宙元素丰度 Cosmic Abundance：各元素在 宇宙中的相对含量
宇宙原初元素(primordial elements)
宇宙原初元素：宇宙大爆炸后的早期只合成 了最轻的元素（宇宙大爆炸核合成）：H, He 和一些微量的元素 Li, Be, B
前身星：Sanduleak B3 I 兰超巨星： M~20M⊙ L~105L⊙ T~16,000K, R~40R⊙
SN1987A：光变曲线
自初闪100天连续增量到最亮约3等星 然后快速变暗
SN1987A的中微子探测
超新星爆发的大部分能量被中微子带走 → 中微子辐射能5×1053 ergs
386
393 837 ? 1006 1054 1181 1320？ 1572 1604 1667-1680？ 1987
目前，每年发现大约数千颗
超新星的主要特征
光度： L～107-1010 L⊙
爆发能 E～1047-1052 ergs（其中中微子占99%， 动能占 1% ，可见光辐射占 0.01%） 膨胀速度 v～103-104 kms-1
产物：膨胀气壳（超新星遗迹）+ 致密天体 （中子星[脉冲星]或黑洞） • Ia型无致密残骸
超新星的爆发机制
Ia（热核）超新星：小质量双星系统中吸积白矮星的 C（He，O）爆燃 Ib/Ic, II型（核坍缩）超新星：大质量恒星的核坍缩
超新星1987A SN 1987A（II型）
1987.2.23爆发于银河系的一个小的伴星系大 麦哲伦云中( 距离160,000光年，靠近南天极) 望眼镜发明（~400年）以来第一颗肉眼发现 的超新星
W44
IC 443
3。恒星演化、超新星爆发与元素合成
宇宙元素丰度 Cosmic Abundance：各元素在 宇宙中的相对含量
宇宙原初元素(primordial elements)
宇宙原初元素：宇宙大爆炸后的早期只合成 了最轻的元素（宇宙大爆炸核合成）：H, He 和一些微量的元素 Li, Be, B
前身星：Sanduleak B3 I 兰超巨星： M~20M⊙ L~105L⊙ T~16,000K, R~40R⊙
SN1987A：光变曲线
自初闪100天连续增量到最亮约3等星 然后快速变暗
SN1987A的中微子探测
超新星爆发的大部分能量被中微子带走 → 中微子辐射能5×1053 ergs
386
393 837 ? 1006 1054 1181 1320？ 1572 1604 1667-1680？ 1987
人教版高中地理选修一1.3《恒星的一生和宇宙的演化》ppt课件
2．比太阳更大的恒星最终将演化成( )
A、红巨星 B．白矮星
C．超新星 D．中子星或黑洞
D
3．进人成年的太阳大约可以稳定100亿年，再过＿＿＿年，太阳将进入晚年期，太 阳去将，逐最5渐后0亿演作化为成 一＿颗＿＿＿＿。＿它而将永再存活。跃10亿年，然后成为一颗＿＿＿，并在缓慢中死 4．有A关．白白矮矮红星星巨的是星说中法等不质正量确恒的星是演化的终( 点 )
太阳
以轻核聚变为主要能源的发展阶段－主序星
这些都是恒星，你认识吗？
红巨星
超新星
行星状星云
白矮星
中子星
黑洞
讨论： 这些恒星和太阳有什么不同？
红巨星：表面温度低，体积大，亮度高。 行星状星云：质量体积大，但亮度较暗。 超新星：亮光相当于十亿颗太阳 白矮星、中子星、黑洞：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。
宇宙也像恒星一样，也有诞生，成长，死亡的时候。
读图，你能说一说恒星的一生吗？
恒星的一生 通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星的演化理论。
星际气体
收缩形成
原恒星
主序星
主序星
太阳 大恒星
红巨星 超红巨星
白矮星
暗矮星
超新星
中子星 黑洞
1．太阳最终将变成 ( )
B
A．红巨星 B．白矮星
C．超新星 D．中子星或黑洞
质量大寿命短，质量小寿命长
死路不只一条
小质量的恒星，默默的死去。
死路不只一条
大质量恒星，光辉的尾声。
大质 量恒 星的 尾声
大质量恒星的一生
红巨星
恒星 星 云
超新星 黑洞
中
50亿年.
太阳.
40亿年.
红巨星.
第一节恒星的演化
第一节恒星的演化一、小质量恒星根据传统恒星演化理论，恒星启动热核反应机制的临界质量是0.08 M⊙，M⊙为太阳质量，只要达到这个质量，恒星内部就开始发生热核反应。
恒星形态场演化模型认为，恒星演化初期，在核心区域由氢核加上电子通过聚变反应，生成氦核，参照太阳聚变反应模型。
进入主序星阶段以后，对流层中的氢原子去电子生成质子层，在质子层底部，质子通过聚变反应生成氦核。
在没有电子参与的情况下，聚变反应所需要的中子，通过拆分质子来获得。
聚变反应生成的氦核在星体中心结晶，生成氦核晶球。
对于小质量恒星而言，晶体内核质量场作用强度相对较低，氦核不会继续发生融合反应。
因而，小质量恒星为三层结构，从里到外依次为：氦核晶球、质子层和对流层。
在质子层和氦核晶球之间，是热核反应圈，发生着质子生成氦核的聚变反应，称H核反应源。
二、中等质量恒星以太阳为代表的中等质量恒星，前期先演化为红巨星，然后进入主序星阶段。
在主序星初期，星体核心是氦核组成的内核晶球。
在主序星中期，随着晶体内核质量场作用强度的增高，氦核将发生融合反应，两个氦核聚合在一起，生成8个核子数的原子核。
融合反应是递进式的，随着内核场强的不断升高，新生成的原子核将进一步合成更重的原子核。
根据复式原子模型，地球上的各种原子，除氢、氦以外，所有的原子核都为双层结构，如氧（168O）原子核，分为上下两层，每层有8个核子，整个原子核含有16个核子。
恒星内核发生融合反应，由2个氦核组成的8个核子原子核，是氧（168O）的单层原子核，用1/2（168O）表示，而不是铍（84Be）原子核。
同理，在递进式的融合反应过程中，由两个氧（168O）的单层原子核融合，生成的是硫（3216S）的单层原子核；再由两个硫（3216S）的单层原子核融合，生成的是锗（6432Ge）的单层原子核。
反应列式如下：不难发现，恒星内核中通过融合反应生成的锗元素（6432Ge），与地球上的锗元素（7232Ge）是不同的，锗（6432Ge ）原子核只含有64个核子，比锗（7232Ge）原子核少8个中子。
天文学课件-恒星的演化
爆發時間 (AD) 光度極大星等
185 ?
-8
393
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837 ?
-8 ?
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-10
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-5
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-1
1572
-4
1604
-3
1680
5?
1987
+2.9
發現者
遺跡
中國天文學家 RCW 86
中國天文學家
中國天文學家 IC 443
中/阿天文學家 SN 1006
中/日天文學家 Crab Nebula
O型星→藍超巨星→（紅超巨 星）→WR星→Ib/Ic型超新星 + 中子星/黑洞
高質量恒星的一生
(5) 超新星 (supernovae) 和超新星遺跡 (supernova remnants)
II/Ib/Ic型超新星—高質量恒星在演化末態發生的 劇烈爆炸。
星系M 51中的SN 1991T
特徵：
光度L～107-1010 L⊙，
低質量恒星的一生
行星狀星雲 (planetary nebulae)
低質量恒星在死亡時拋出的氣體包層，受到中 心高溫白矮星的輻射電離而發光。
通常為環形，年齡不超過~5×104 yr。
螺旋星雲 Helix Nebula
Ring Nebula
啞鈴星雲Dumbbell Nebula
Cat's Eye Nebula
恒星的一生就是一部和引力鬥爭的歷史！
Russell-Vogt 原理
如果恒星處於流體靜力學平衡和熱平 衡，而且它的能量來自內部的核反應，它 們的結構和演化就完全唯一地由初始品質 和化學豐度決定。
恒星演化時標
(1) 核時標 (nuclear timescale) 恒星輻射由核心區（約1/10品質）核反應產生的 所有能量的時間。 tn ＝ E/L ＝η△Mc2/L
01.课件-第01章 行星地球.1-恒星的演化
太阳啥时变成红巨星？
50亿年后，我们的太阳也将由主序星演变成这样的红巨星，膨胀 的太阳将逐步燃烧吞食水星、金星和地球。地球的轨道将被包在 红巨星之内。海洋将全部沸腾蒸干，地球的残骸将继续在红巨星 内部公转，红巨星外层气体灼热而稀薄，比我们实验室中所能得 到的最好的真空还要空，所以地球仍然存在，并继续转动。当然 生命已不可能在地球上生存。
不同类型的恒星：
（1）规模较小的星云形成一个孤立的恒星, （2）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。 （3）质量非常小的星云,不能收缩成为恒星
恒星的存在，一方面依赖于万有引 力把物质聚集在一起，不至于漫天 飞扬，另一方面则靠热核反应产生 的热量，造成粒子迅速运动，产生 排斥效应，使物质不至于收缩到一 点。正是万有引力的吸引作用与热 排斥作用这对矛盾的存在，才保证 了恒星的生存。
------原恒星
恒星形成理论: 弥漫学说
散布于空间弥漫物质在引力作用下凝聚为恒星
（1）宇宙空间存在着大量的星际物质（星际气体--主要由氢和氦组成、星
际尘埃、宇宙线与星际磁场）
（2）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
受到万有引力的作用，便聚集到这些区域，形成星云。 （3）弥漫星云在引力作用下，不断收缩成比较密集的气球体，在收缩过程 中，引力势能转化成热能，使原本很冷的物质温度升高
恒星的中年
------主序星
恒星中氢燃烧生成氦的热核反应，大约可以维持100亿 年，这时，恒星处在一个长期稳定的时期，这个时期约占 恒星寿命的99%。这样的恒星称为主序星。我们的太阳就 是处于主序星阶段的恒星，它的中心温度高达1500万度， 压强达到3×1016Pa，那里正进行着猛烈的热核反应。主序 星阶段会占居恒星一生寿命的大半辈子，是恒星最稳定的 阶段。太阳已经在主序星阶段燃烧了50亿年，目前正处在 它的中年时期。
恒星的演化PPT教学课件
中子星
质量约是太阳4－10倍的恒星在超新星 爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积 很小，质量却很大的中子星，由中子构成， 密度为水的1014倍，仅1cm3的质量就有全 球人类那么重，直径仅为30km。
超 新 星
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。每一颗恒星一生之中最多只可能发生一 次。
超新星爆发是宇宙中生命的摇 篮。
发 展 阶以 段氢 －核 主聚 序变 星为
主 要 能 源 的
红巨星
红巨星极为 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。
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 。
黑洞
黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连 光线也会被吞没，所以我们是看不见黑洞的。但 是我们可以从邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情 形，证明黑洞的存在。
恒星的一生
通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星 的演化理论。
星际气体 收缩形成 原恒星
主序星
太阳 红巨星 白矮星 暗矮星
主序星 大恒星
超红巨星
中子星 超新星
• 夏季和冬季的太阳高度有何不同？
第三节 影响气候的主要因素
• 气候寒冷干燥 上述三个特点 各指那个带？
第三节 影响气候的主要因素
• 非洲大部分位于哪个带？ • 欧洲大部分地区位于哪个
带？ • 绝大部分位于南寒带的是
哪个洲？ • 我们青岛在哪个带？ • 青岛有太阳直射现象吗? • 青岛哪个季节昼长夜短？
星际云或其中的星云 → 主序星 → 红巨星 → 新星或超新星（演变时的爆炸） → 中子星（脉冲星、冷却发光发热） → 黑矮星（不发光、发热）
大质量恒星的演化
• 观测表明，恒星诞生于分子云中。
天文学基础－恒星
3
星云
很稀薄
空气： 1019 原子 / 立方厘 米 真空： 107 原子 / 立方厘米 星云： 1000 原子 / 立方厘米 星际空间：1 原子 / 立方厘米
由气体和尘埃组成，主要成分是氢
星云本身不发光
天文学基础－恒星
4
UOpprieornSsctoariufosrmasastoiosniarteiognion
• 若星体质量更大，核聚变 以 CNO 循 环 的方式进行。 CNO 循环的反应比较快， 可以产生更多能量，这些 恒星会有一个对流核心和 辐射外壳。
天文学基础－恒星
31
恒星质量越大，主序寿命越短。
天文学基础－恒星
32
小质量星的演化
(1) 初始阶段
• 当核心氢气燃烧殆尽之后，剩下的氦核心便会开始塌缩并 产生热，紧邻核心的氢外壳会被加热而开始有热核反应，
37
小质量恒星的主序后演化总结 M < 2 M ⊙
天文学基础－恒星
38
小质量星的演化
HR图上轨迹
天文学基础－恒星
39
大质量恒星的演化
M >2 M⊙
与小质量恒星演化的主要差别：
● 恒星内部的 H 核燃烧通过 CNO 循环进行，内部温度更高， 辐射压对恒星的力学平衡起更重要的作用，主序寿命更短
● 核反应的能量主要以对流的方式向外传递 ● 可以点燃 C,N,O 等更重的元素核燃烧 ● 最后的演化结局不同
分 子 云 中 小 质 量 恒 星 的 形 成
100K,1012/cm3
106 K,3000K 101学基础1－02恒2/星cm3
7×106K, 4500K 1025/cm3
天文学基础－恒星
3
星云
很稀薄
空气： 1019 原子 / 立方厘 米 真空： 107 原子 / 立方厘米 星云： 1000 原子 / 立方厘米 星际空间：1 原子 / 立方厘米
由气体和尘埃组成，主要成分是氢
星云本身不发光
天文学基础－恒星
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UOpprieornSsctoariufosrmasastoiosniarteiognion
• 若星体质量更大，核聚变 以 CNO 循 环 的方式进行。 CNO 循环的反应比较快， 可以产生更多能量，这些 恒星会有一个对流核心和 辐射外壳。
天文学基础－恒星
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恒星质量越大，主序寿命越短。
天文学基础－恒星
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小质量星的演化
(1) 初始阶段
• 当核心氢气燃烧殆尽之后，剩下的氦核心便会开始塌缩并 产生热，紧邻核心的氢外壳会被加热而开始有热核反应，
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小质量恒星的主序后演化总结 M < 2 M ⊙
天文学基础－恒星
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小质量星的演化
HR图上轨迹
天文学基础－恒星
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大质量恒星的演化
M >2 M⊙
与小质量恒星演化的主要差别：
● 恒星内部的 H 核燃烧通过 CNO 循环进行，内部温度更高， 辐射压对恒星的力学平衡起更重要的作用，主序寿命更短
● 核反应的能量主要以对流的方式向外传递 ● 可以点燃 C,N,O 等更重的元素核燃烧 ● 最后的演化结局不同
分 子 云 中 小 质 量 恒 星 的 形 成
100K,1012/cm3
106 K,3000K 101学基础1－02恒2/星cm3
7×106K, 4500K 1025/cm3
恒星的演化过程示意图
恒星的演化过程示意图
恒星的演化过程示意图
恒星的寿命取 决于它的质量
星云的气体和尘埃一 旦紧缩成一颗原恒星 时.一颗恒星就诞生了
恒星的燃料消耗殆尽 时，它就会膨胀变成 巨星或超巨星
巨星或超巨星
原恒星
巨星或超巨星可能爆 炸成为超新星
质量最大的恒星遗留物 会形成黑洞，即使光也 无法从黑洞中逃逸出来
超新星
小型和中等恒 星会变成红巨 星，而后又会 变成白矮星
白矮星
遗留物会变 成中子星
耗尽能量后就 变成黑矮星
黑洞
黑矮星Leabharlann 中子星
恒星的演化过程示意图
恒星的寿命取 决于它的质量
星云的气体和尘埃一 旦紧缩成一颗原恒星 时.一颗恒星就诞生了
恒星的燃料消耗殆尽 时，它就会膨胀变成 巨星或超巨星
巨星或超巨星
原恒星
巨星或超巨星可能爆 炸成为超新星
质量最大的恒星遗留物 会形成黑洞，即使光也 无法从黑洞中逃逸出来
超新星
小型和中等恒 星会变成红巨 星，而后又会 变成白矮星
白矮星
遗留物会变 成中子星
耗尽能量后就 变成黑矮星
黑洞
黑矮星Leabharlann 中子星