天体演化论文(大作业)概况
天体物理学中的星系演化研究毕业论文
天体物理学中的星系演化研究毕业论文在天体物理学领域中,研究星系演化是一项极具挑战性且引人入胜的课题。
通过深入了解星系的形成、结构、物质组成以及演化过程,可以帮助我们更好地理解宇宙的起源和进化。
本篇毕业论文将全面探讨天体物理学中的星系演化研究。
一、引言天体物理学家对星系演化的研究一直是这个学科领域中的一个热门话题。
星系是由一群恒星、星云气体、尘埃等组成的宇宙结构,它们以各种形式存在于宇宙空间中。
星系的形成和演化过程被认为是宇宙演化的关键组成部分之一。
二、星系形成理论在天体物理学中,有几种主要的理论描述了星系的形成方式。
最著名的是冷暗物质导致的暗物质密度涌潮理论。
该理论认为,在宇宙诞生后的演化过程中,暗物质的密度涌潮引起了物质的聚集,从而形成恒星和星系。
另外一种理论是星体碰撞并合理论。
该理论表示,星系的形成是由恒星之间的碰撞和并合过程导致的。
当两颗恒星接近到一定距离时,它们之间的引力相互作用导致它们合并成为一个更大的星系。
三、星系结构研究星系结构是理解其演化过程的重要一环。
根据形态和性质的不同,星系可以被分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系三类。
椭圆星系是最常见的一类星系,其形状呈椭圆形,由众多的老年恒星构成。
螺旋星系则以其旋臂结构而闻名,其中包含着大量年轻的恒星和星云气体。
不规则星系则没有明显的对称轴,其形态多种多样,可能是由于与其他星系发生过碰撞或并合的结果。
四、星系演化过程星系不仅存在于当今宇宙中,也存在于过去的宇宙时期。
通过观测遥远的星系,学者们可以了解到宇宙演化的历史,并研究星系在时间上的变化。
根据观测数据和数值模拟,我们知道星系的演化过程包括了星系形成、星系的活动性期和恒星形成的周期。
星系形成期是在星系初创阶段,物质开始聚集并形成恒星。
星系的活动性期则表现为强烈的恒星形成、超新星爆发和黑洞活动等现象。
恒星形成周期则是星系演化的周期重复的时间段。
五、星系演化的驱动力星系演化的驱动力主要来自于星系内部和外部的各种物质交互作用。
关于航空航天和天体运动的论文
航空与航天是人们经常接触的两个技术名词,两者虽然仅一字之差,却被称为两大技术门类。
航空指飞行器在地球大气层内的航行活动,航天指飞行器在大气层外宇宙空间的航行活动。
航空是在地球的大气层内飞行,航空飞行始终没有脱离地球的引力,如:飞机、鸟类。
航天飞行就不同了,要在经过克服地球引力飞行后,进入地球大气层以外,在没有地球引力的空间飞行。
没有地球引力,一切都处于失重状态,分不出上下左右,更找不到南北东西,一切都是飘飘然的悬浮状态,所以航空飞行和航天飞行是完全不同的。
航空是指人类利用飞行器从事的大气层内的飞行及有关活动。
这些飞行器有轻于空气的飞行器如气球、飞艇等和重于空气的飞行器如飞机、直升机、滑翔机、伞翼机等,它们不会飞离地球。
航天又称“星际航行”,其飞行器称为外层空间飞行器,如人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。
“航天”与“航空”同属高科技产业,而且又有许多相近、相通、相依的因素,所以中国产业分工史上曾把二者合一,称为“中华人民共和国航空航天工业部”,现以撤消该部,分别成立了“中国航空工业总公司”和“中国航天工业总公司”。
航空技术主要是研制军用飞机、民用飞机及吸气发动机,航天技术主要是研制无人航天器、载人航天器、运载火箭和导弹武器,最能集中体现两者成果的是航空器和航天器。
从航空器与航天器的重大区别上即可看出两个技术领域的显著差异。
第一,飞行环境不同。
所有航空器都是在稠密大气层中飞行的,其工作高度有限。
现代飞机最大飞行高度也就是距离地面30多千米。
即使以后飞机上升高度提高,它也离不开稠密大气层。
而航天器冲出稠密大气层后,要在近于真空的宇宙空间以类似自然天体的运动规律飞行,其运行轨道的近地点高度至少也在100千米以上。
对在运行中的航天器来讲,还要研究太空飞行环境。
第二,动力装置不同。
航空器都应用吸气发动机提供推力,吸收空气中的氧气作氧化剂,本身只携带燃烧剂。
而航天器其发射和运行都应用火箭发动机提供推力,既带燃烧剂又带氧化剂。
科学论文(800字)3篇
科学论文(800字)3篇论文一:探究宇宙起源与演化宇宙,这个广阔无垠的空间,承载着无数奥秘。
自古以来,人类就对宇宙的起源与演化充满好奇。
本文旨在探讨宇宙的起源与演化,揭示宇宙的奥秘。
宇宙的起源是一个引人入胜的话题。
目前,最广泛接受的宇宙起源理论是大爆炸理论。
这一理论认为,宇宙起源于一个极度热密的状态,经过约138亿年的演化,形成了我们今天所看到的宇宙。
在这个过程中,宇宙经历了从无到有的转变,诞生了星系、恒星、行星等天体。
宇宙的演化过程也是一个充满奇迹的过程。
宇宙诞生后,星系开始形成,恒星开始发光发热。
恒星内部的核聚变过程产生了各种元素,这些元素通过超新星爆炸等过程被抛射到宇宙中,为行星的形成提供了物质基础。
宇宙还经历了多次膨胀和收缩,形成了现在的宇宙结构。
宇宙的未来也是人们关注的焦点。
根据当前的研究,宇宙可能会继续膨胀,直至达到一个极限状态,然后开始收缩,最终再次回归到热密状态。
这一过程被称为“大坍缩”。
然而,这只是一个假设,宇宙的未来仍然充满未知。
论文三:研究气候变化对生态系统的影响气候变化已成为全球关注的焦点。
本文将探讨气候变化对生态系统的影响。
气候变化导致全球气温升高,这直接影响了生态系统的稳定性。
气温升高使得一些物种的生存环境发生变化,导致生物多样性下降。
同时,气候变化还引发极端气候事件,如洪水、干旱等,对生态系统造成严重破坏。
气候变化对生物地球化学循环产生影响。
气温升高导致冰川融化,海平面上升,进而影响沿海地区的生态系统。
气候变化还影响土壤水分和养分,对植物生长产生不利影响。
气候变化对人类生活产生间接影响。
生态系统失衡可能导致生物资源的减少,影响人类的食物供应。
同时,极端气候事件可能引发自然灾害,威胁人类生命财产安全。
气候变化对生态系统的影响是全方位的。
人类需要采取有效措施应对气候变化,保护生态环境,实现可持续发展。
科学论文(800字)3篇论文一:量子计算的发展及其对科学研究的推动作用量子计算,作为一门新兴的计算科学,近年来取得了令人瞩目的进展。
[论文]恒星的形成与演化
恒星的形成与演化一、恒星的形成恒星是茫茫宇宙中除太阳、月亮和少数行星之外最引人注目的天体.早在上古时代,人们就对恒星充满了好奇与幻想,中外都流行着非常动人的神话传说.然而,直到望远镜出现后,人们才对恒星有了最基本的认识,了解到恒星在天空中并不是恒定不变的.到了2 0世纪初,爱因斯坦发表了著名的质能关系,人们对原子核反应所产生的巨大能量逐步认识,知道了恒星能量的来源,才渐渐认识到恒星本身也有生命周期,它们像人一样会出生、生长、老去直至死亡.然而,恒星的出生在相当长的时间里还是个谜,直到2 0世纪6 0年代,天文学家在星际空间发现了分子气体,以及嵌埋其中的低温原恒星( p r o t o s t a r) ,才对恒星的出生场所及过程有了最初步的了解.经过 4 0年的研究,天文学家对恒星的出生过程有了相当充分的理解,特别对小质量恒星而言更是如此.现在已经很清楚,恒星是在以分子气体为主的星际分子云中生成的,由于分子云自身的引力作用,开始自身的塌缩并形成所谓的年轻星天体( y o u n g s t e l l a r o b j e c t s ) ,这些年轻星天体经过快速演化最终形成恒星.为了对恒星进行分类,天文学家将小于太阳质量3倍的恒星称为小质量星,3 —8倍的称为中等质量星,而大于8倍太阳质量的则称为大质量星.这一分类并不仅仅是表象的不同,事实上它代表了不同类型的恒星形成时不同的物理过程.(一)小质量恒星形成的理论与观测一般认为,恒星是通过分子云核( mo l e c u l a r c o r e )的塌缩而形成的.在银河系内,存在一类由分子气体组成的天体,由于它们呈弥散的云雾状形态,因此被称为分子云( mo l e c u l a r c l o u d ),其总质量约占银河系可视物质质量的1%,其温度很低,大约为1 0 K .分子云在星际空间缓慢演化,在某些局部形成密度相对较高的区域,被称为分子云核.随着分子云核的进一步演化,其内部的热运动压力不能再抵御自身的引力,便开始了所谓引力塌缩,最终形成恒星.根据研究,从分子云核演化成一颗恒星经过了以下4个阶段:( 1 )云核阶段:分子云核内气体运动压力、磁压、引力及外部压力处于基本平衡状态,云核缓慢收缩,温度开始缓慢上升,形成热分子云核;( 2 )主塌缩阶段:当分子云核的内部压力不能抵抗自身引力时,就开始了塌缩.由于云核中心密度较高,塌缩区域最初位于中心,并以当地声速向外扩张,这就构成“先内后外”的塌缩( i n s i d e—o u t c o 1 .1 a p s e ).塌缩形成一个致密的核心,巨大的引力能使中心温度迅速升高.由于云核的自转,外部物质不会直接落到核心,而是在核心周围形成一个致密的盘状结构,称为吸积盘( a c c r e t i o n d i s k );( 3 )主吸积阶段:由于角动量及磁通量守恒原理,最终成为恒星组成部分的物质并不能直接落到中心星上,而是落在吸积盘上,吸积盘通过一系列复杂的过程,将多余的角动量向外传递,使中心星的质量得以继续增加,因此,吸积盘在恒星形成活动中起了至关重要的作用.在此期间,为了释放角动量,系统还通过目前尚不可知的机制向两极方向抛射物质,形成质量外流(outflow).恒星的大部分质量都是通过吸积获得的,巨大的引力能使中心星的温度急剧上升,从而点燃了星中心区域的氘.( 4 )残余物质驱散阶段:质量外流在这一阶段继续存在,外流与星风的作用使恒星形成的残余物质远离中心星,星周物质以及盘物质变得稀薄,外流的开口张角渐渐变大.中心星仍然从盘中吸积物质但其速率已经很小,中心星的质量不会再有实质性的增长,更多的是准静态收缩.中心星的核心部分这时可能已经开始了氢燃烧,外部出现了对流层.当这一阶段结束时,我们就可以在宇宙空间看见一颗性质不同的恒星,被称为主序星.以上4个阶段为小质量恒星形成理论所预言而在观测上都得到了证实.在观测上,天文学家利用不同波段的观测发现了4类年轻星天体,其能谱特征基本符合上述4个阶段.他们还发现了围绕小质量年轻星天体的吸积盘,以及伴随恒星形成活动的质量外流.质量外流在电磁波的各个波段都有表现,如射电波段的分子外流及喷流,红外波段的喷流,以及光学波段的赫比格一哈罗天体( H e b i g—H a r o o b j e c t ).光学和红外光谱观测还发现了年轻星天体的质量吸积特征,有几项射电波段的观测声称找到了分子云核的塌缩特征,虽然这些观测还需要进一步的证实.总之,虽然在一些细节上还有待证实,小质量星的形成之迷已经为天文学家所揭示,由此发展的小质量星形成理论被认为是正确的.(二)大质量星形成理论与观测大质量星能否像小质量星那样,通过塌缩和吸积而成?这是一个很自然的想法.但在经典的理论模型计算中,如果使用与小质量星相同的模型参数则当年轻星的质量大于太阳的10倍时,它所释放的光子光压足以抵御自身的引力,使得吸积盘中的物质所受的净力方向向外,从而停止吸积过程,中心星的质量不再继续增加.这意味着恒星的最大质量为1 0倍太阳质量,但这与实际情形是明显不符的,因为已经观测到100倍太阳质量的恒星.当然,在不改变基本假设的情况下也有解决这一困难的方法.例如,理论天体物理学家提出,减小星周物质的不透明度,可以使它们所受到的光压减小,理论上,这种假设可以使恒星的最大质量达到太阳质量的40倍.另外,考虑到外流的存在,如果大量光子从年轻星的两极溢出(因为两极的物质相对稀薄),能有效地释放光压.最新的理论研究表明,如果光子从外流所形成的空腔中逃逸,可以使恒星最大质量达到60倍太阳质量,甚至更大.为解决大质量星的光压使吸积停止这一困难,有人提出了另一种思路,即并合说.这种假说是基于大质量星总是与其他小质量星成团出现的观测事实.并合说主张,在最初阶段,通过分子云核的塌缩,形成一团小质量年轻星天体,这些天体经过一段时间的动力学演化,越来越接近,最后发生碰撞并合并在一起,形成大质量星.这一理论同样存在一些弱点.首先,目前观测到的恒星形成区的年龄一般在10e6至10e7年之间,这意味着,大质量星必须在这段时间内形成,要使小质量星团在如此短的时间里发生碰撞合并,需要非常高的星团密度,计算表明,这一密度必须大于每立方光年10e6. 颗年轻星.然而,目前观测到的最大星团密度约为每立方光年10e3颗,比所需的数值小了3个量级.其次,年轻星发生并合时,能释放巨大的引力能,其光度将会增加几个量级,不亚于一颗超新星的爆发,同时还可能伴随高能的活动现象,如γ射线暴及x射线暴,上述现象在目前为止的观测中未得到证实.至此,理论天体物理学家提供了两种不同的大质量星形成的模式,即吸积说(像小质量星形成一样)与并合说.解决争论的唯一途径是通过观测,但由于目前的观测条件所限,我们不能直接看见发生在大质量星附近的事件,只能通过观测大质量周围的现象推测理论的正确性.回忆小质量星形成的理论,可知吸积学说预言恒星形成时存在双极质量外流以及吸积盘.另一方面,并合说指出,由于年轻星碰撞合并等剧烈的动力学过程,星周盘将在这一过程中被瓦解;并合时可能引发物质的向外喷射,与外流有些相似,但一般不会出现高准直的双极型形态.二、恒星的演化1.引力收缩阶段恒星最初诞生于太空中的星际尘埃,科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”,其主要成分由氢组成,密度极小,但体积和质量巨大。
宇宙天体的起源与演化
宇宙天体的起源与演化从古至今,宇宙一直以来都是人类深入探索的领域之一。
随着科技进步,人们对宇宙的认识也在逐渐深入。
天体物理学是研究宇宙中天体物理现象的学科。
它涵盖了许多研究领域,如星体物理学、宇宙学、恒星爆炸等。
宇宙的起源可以追溯到大约137亿年前的一场爆炸——宇宙大爆炸。
宇宙大爆炸是宇宙的起源之一,它释放了巨大的能量,导致宇宙开始膨胀。
随着时间的流逝,宇宙的温度开始降低,物质逐渐凝聚,形成了原子、星系等宇宙天体。
其中,恒星是宇宙中最常见的天体之一。
恒星由大量氢气和小量氦气组成,通过核聚变反应排放出大量的能量从而维持自身的耀斑。
恒星的精细结构被认为是由恒星的一系列物理特征、如密度、压力、温度、组成、尺寸、辐射通量和寿命等因素所决定。
然而,随着恒星的运行寿命的逐渐降低,它们也会不可避免地走向末日。
大质量星体会在恒星爆炸中以不同形式消失,但对于小质量星体来说,它们的结局却很寿终正寝。
在这些“红巨星”耗尽所有可用燃料后,它们将变成致密的白矮星。
而更大质量的恒星可能会在其核心发生引力崩溃,形成类似黑洞的天体。
在整个宇宙演化的过程中,黑洞也是一个令人神秘的存在。
它是由大量恒星在引力作用下塌缩而形成的有极高密度和质量的天体。
普通地球上的物质无法抗衡它的引力,因此我们无法直接观察到它们。
但是,我们可以从相邻的恒星和气体云的运动中观察黑洞对它们的引力作用。
此外,宇宙中还存在着许多神秘的物质现象,如黑暗能量和暗物质等。
它们的存在可以通过天文台记录下的宇宙学数据进行证实,但目前我们并不知道具体相关的情况是如何运作的。
在这些不断深入的宇宙天体研究中,科学家们发现了很多宝贵的信息,这些信息有助于我们更好地理解宇宙的起源和演化的过程。
未来,我们需要注重对这些知识的深入研究和探索,以便更好地揭开宇宙的奥秘。
太阳系中天体的起源与演化
太阳系中天体的起源与演化人类对宇宙的探索始于远古时代,而对于太阳系中天体的起源与演化的研究则是现代科学的产物。
通过对各类天体的观测、测量和模拟,科学家们逐渐揭开了太阳系中各个行星、卫星、小行星、彗星等天体的演化历程,并提出了多种假说和理论,解释它们的起源和现象。
太阳系起源太阳系是由一团原始的气体和尘埃云演化而来的,称为“原始太阳系物质”(PSD)。
这团PSD直径约为10万亿公里,质量约为1500个地球质量。
它漂浮在恒星星际介质中,因为某个原因而开始了坍缩。
在坍缩的过程中,它既放出了大量的热量,也旋转起来形成了一个旋转的原始盘,盘中心的质量在逐渐增加,形成了恒星——太阳。
太阳系形成的时间大约在46亿年前,它的行星、卫星、彗星等天体都是在太阳盘中围绕太阳形成的。
据目前的理论,太阳系中有四个行星,即水星、金星、地球和火星,它们与太阳的距离较近,主要由重金属和岩石物质构成;还有四个气态行星,即木星、土星、天王星和海王星,它们与太阳的距离较远,主要由氢、氦等气体和含水冰晶构成。
此外,太阳系还有数以千计的卫星和小行星,漂浮在太阳与行星之间。
行星的演化行星的演化是太阳系中天体起源和演化的重要部分。
根据目前的理论,行星演化可以分为两个阶段。
第一阶段是行星原始积累阶段。
在盘中,太阳周围可以划分为许多不同的区域,每个区域的物质组成和性质都不同。
最靠近太阳的区域是富含金属和岩石物质的“岩石带”,而离太阳较远的区域则是气体和冰的“气体巨行星区”。
在这些不同的区域,物质通过重力和碰撞逐渐积累,形成行星的原始物质。
这样的物质积聚过程对于行星的大小和成分也有很大的影响。
第二阶段是行星演化阶段。
经过原始积累过程,形成了行星的初步轮廓,但是它们仍然会发生一些演化过程,形成行星的形态和属性。
比如地球上大陆的形成,是由于板块构造和地球内部物质活动而形成的。
此外,行星上的气候和大气层也逐渐演化,如地球上的氧气富集和臭氧层的形成,为生命的产生和进化提供了条件。
天体物理学宇宙中天体的起源与演化
天体物理学宇宙中天体的起源与演化天体物理学是一门研究宇宙中天体的起源、演化以及宇宙本身性质的学科。
本文将介绍天体物理学领域中的天体起源和演化的主要内容。
一、宇宙的起源宇宙的起源是天体物理学中一个重要的课题。
大爆炸理论是目前广为接受的宇宙起源理论。
根据大爆炸理论,宇宙起源于约138亿年前的一个初始奇点,奇点爆发后发生了快速膨胀,形成了宇宙。
在宇宙形成的初期,存在一种高温高密度的物质,称为宇宙背景辐射。
宇宙背景辐射是宇宙演化的重要证据,它是目前已知的最早的辐射。
二、恒星的形成与演化恒星是宇宙中最常见的天体之一,其形成和演化过程备受关注。
恒星形成通常发生在星际分子云中,云气逐渐因重力而坍缩,并在核心形成高温高密度的恒星。
恒星的演化过程分为主序阶段、巨星阶段和末期阶段。
主序阶段是恒星最长久的阶段,恒星通过核聚变将氢转变为氦,释放出大量的能量和光。
巨星阶段是恒星进化的重要阶段,恒星核心内的氢耗尽,星体膨胀成巨大的红巨星。
最终,恒星在末期阶段发生引力崩溃,分为超新星爆发和恒星残骸两种命运。
超新星爆发会释放出巨大的能量,并在恒星核心形成中子星或黑洞,而恒星残骸则会形成白矮星或中子星。
三、星系的形成与演化星系是宇宙中由星星、气体、尘埃等组成的庞大天体系统。
星系的形成是由于原始宇宙中微弱的扰动,通过引力作用逐渐聚集形成的。
根据模拟计算和观测结果,星系形成的主要机制是冷暗物质和热晕气体的相互作用。
冷暗物质的引力作用使气体在密度较高的区域逐渐聚集,形成暗物质晕。
随着暗物质晕的进一步演化,气体逐渐坍缩并形成星系。
星系的演化经历多个阶段,包括原始星系、活动星系和星系团。
原始星系是宇宙早期形成的星系,它们通常具有年轻恒星和大量尘埃。
活动星系是具有明亮核区和强烈辐射的星系,这些星系中往往含有超大质量黑洞。
星系团是由多个星系组成的庞大结构,其中包括了恒星、恶性星系和星际物质等。
四、宇宙的演化与未来宇宙的演化是天体物理学研究的核心内容之一。
天体物理论文
天体物理论文第一篇:天体物理论文黑洞一直以来我对于天体物理方面最感兴趣的是黑洞理论。
黑洞是根据广义相对论所预言的,宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体,它是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩而形成。
因为它的质量非常大,所以它的引力场也非常强,以至于任何物质和辐射都无法逃离它的吸引,甚至连光也无法逃离。
所以光无法反射出来到达我们的眼睛,因此我们看到它总是黑洞洞的,人们才给它起了个名字叫黑洞。
黑洞并不是像地球那样实实在在的有固定形态的星球,而是一个几乎空空如也的天区。
它是宇宙中物质密度最高的地方,地球如果变成黑洞,只有一颗黄豆那么大。
黑洞中的物质不是平均分布在这个天区的,而是集中在天区的中心。
这些物质具有极强的引力,任何物体只能在这个中心外围游弋。
一旦不慎越过边界,就会被强大的引力拽向中心,最终化为粉末,落到黑洞中心。
黑洞是看不见的,因此科学家们只能依靠它发出的辐射和对相邻恒星的万有引力作用来判定它的存在。
黑洞周围由于引力强大的因素,理论预期会发生时间场异常现象。
根据黑洞的起源和形成过程可以把他分成3类:恒星级黑洞(主要是在大质量恒星死亡时超新星爆发过程中形成的),超大质量的黑洞(由于星系动力学,如超大质量或相对论性恒星集团的塌缩,或者是星系并和等原因在星系中心形成的),原初黑洞(在宇宙的密度扰动或相变过程中所所形成某些极端条件下,会形成一系列质量分布较广的黑洞)。
黑洞只有三个物理量可以测量到:质量、电荷、角动量。
也就是说:对于一个黑洞,一旦这三个物理量确定下来了,这个黑洞的特性也就唯一地确定了,这称为黑洞的无毛定理。
关于黑洞有力学四大定律:黑洞力学第零定律,被根斯坦-斯马尔公式,黑动力学第二定律,黑动力学第三定律。
美国斯坦福大学的天文学研究小组在遥远的宇宙中发现了到目前为止堪称最庞大最古老的黑洞。
其质量是太阳质量的100多亿倍,位于大熊座星系中央,与地球的距离约为127亿光年。
天体物理学天体的物理性质和演化过程
天体物理学天体的物理性质和演化过程天体物理学是研究宇宙和天体的一门学科,通过研究天体的物理性质和演化过程,我们可以更全面地了解宇宙的起源、演化和结构。
本文将从以下几个方面探讨天体的物理性质和演化过程。
一、天体的物理性质1. 天体的组成天体主要由气体、尘埃和恒星组成。
恒星是由气体和尘埃聚集形成的,而行星则是恒星围绕恒星运行形成的。
2. 天体的质量和体积天体的质量是指其所含物质的总量,而体积是指天体所占据的空间大小。
根据天体的质量和体积,我们可以推断出其密度和压力等物理性质。
3. 天体的温度天体的温度可以通过其辐射的能量计算得出。
恒星的温度可以由黑体辐射的公式进行计算,而行星和其他天体的温度则可以通过观测和模拟推测得出。
二、天体的演化过程1. 恒星的演化恒星的演化经历了形成、主序阶段、红巨星阶段和末期阶段。
恒星形成于分子云中,通过引力崩塌形成原恒星。
在主序阶段,恒星通过核聚变反应将氢融合成氦,释放能量维持恒星的稳定状态。
当恒星耗尽氢燃料时,它会膨胀成红巨星,并最终演化为白矮星、中子星或黑洞。
2. 行星的演化行星的演化与恒星有着密切的关系。
行星形成于恒星的旋转盘中,通过尘埃和气体的聚集形成行星。
行星会随着时间的推移经历自身的演化,包括大气层的形成与演化、地壳和岩石的分化等过程。
3. 宇宙的演化宇宙的演化是指整个宇宙从诞生到现在的发展变化过程。
宇宙的演化包括宇宙大爆炸的发生、星系的形成和发展、宇宙膨胀和暗能量的存在等。
通过观测和模拟,科学家们揭示了宇宙演化的一部分。
三、结论天体物理学的研究涵盖了宇宙中的各类天体,通过研究天体的物理性质和演化过程,我们可以了解宇宙的起源和演化,揭示宇宙的奥秘。
进一步的研究和观测将帮助我们更深入地了解天体物理学中的其他问题,推动人类对宇宙的认识不断深入。
通过对天体的物理性质和演化过程的研究,我们不仅可以更好地理解宇宙的本质,还可以为地球上的人类生活提供重要的参考和启示。
未来随着科学技术的进步,我们对天体物理学的研究将更加深入,探索更多未知的领域,为人类带来更多的科学发现和进步。
星球运动与天体范文
星球运动与天体范文星球运动是指星球在宇宙中的移动规律,而天体则是指宇宙中的所有物体,包括星球、行星、卫星、恒星、星云等一切在宇宙中存在的物质。
星球的运动规律是天体运动的一部分,它是宇宙运行、演化的基本特征,对于研究宇宙的结构、形成以及作用机制具有重要的意义。
星球运动的基本规律是由万有引力定律和牛顿力学运动定律共同决定的。
根据万有引力定律,星球之间存在着引力作用,而根据牛顿力学运动定律,这种引力作用会导致星球运动。
根据牛顿的第一定律,星球会保持原来的运动状态,如果不受到外力作用的话。
根据牛顿的第二定律,如果受到外力作用的话,星球会在力的作用下发生加速度,即改变自己的运动状态。
在宇宙中,星球的运动主要包括公转和自转。
公转是指星球围绕太阳或其他恒星运动的轨道运动,而自转是指星球自身绕着自己的轴线旋转的运动。
地球是我们熟知的一个星球,它围绕太阳公转一周需要大约365.25天,而自转则是大约24小时。
公转和自转的运动规律使得地球上出现了昼夜交替和四季变化等现象。
星球的运动还遵循着开普勒的三定律,这是关于星球轨道运动的基本定律。
根据这些定律,星球的公转轨道是椭圆形的,而太阳(或其他恒星)则位于椭圆的一个焦点上。
同时,根据这些定律,星球在不同位置的运动速度是不同的,当它离太阳越远时速度越慢,当它离太阳越近时速度越快。
天体的研究除了对星球运动的观测研究外,还包括对于恒星的研究。
恒星是宇宙中最常见的天体,它们是由气体和尘埃组成的巨大球状体,通过核融合反应产生能量。
恒星的尺寸、组成、亮度以及演化等方面都是天体物理学研究的重点内容。
通过观测和研究恒星,科学家们可以了解宇宙的起源和演化过程,揭示了大爆炸和宇宙中物质的形成机制。
除了星球和恒星,宇宙中还存在着许多其他的天体,例如行星、卫星、彗星、恒星团、星系等等。
行星是围绕恒星运动的天体,它们的运动也遵循着星球运动的基本规律。
而彗星则是一种由冰和尘埃组成的天体,它们具有很长的尾巴,是宇宙中的风景线之一、恒星团则是由成百上千的恒星组成的星群,它们通常形成于一个星系中心附近。
天体运动论文
黑洞的演化与形成作者:唐旭日摘要:黑洞是一种引力极强的天体,有着巨大的引力场,连光都无法逃逸,所以人们无法对它的内部运动状态进行直接观测。
当天体的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
为了研究黑洞,天文学家将目光集中到了黑洞周围被称为“吸极盘”的旋转物质云团上。
物质流的重力能将物质加热到极高温度,产生的x 射线辐射会电离外围物质从而发光。
天文学家正是通过观测这些光电离谱线,再结合一定的理论模型,对黑洞进行间接研究的。
所以谱线的辨认和理论模型的正确与否,对于认识黑洞极其关键。
关键词:黑洞;相对论;史蒂芬霍金;万有引力;正文:“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。
所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
当恒星的史瓦西半径小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。
这时恒星就变成了黑洞。
说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。
由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。
然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。
黑洞引申义为无法摆脱的境遇。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。
当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。
而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。
这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。
所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。
天体物理与宇宙演化论文参考
恒星的演化恒星是宇宙中重要的组成部分,全宇宙大约有2万亿颗恒星。
恒星的本质是由引力束缚在一起的高温离子气体,能够释放光与热。
正是众多的、一代又一代的恒星不断地散发光和热,才使得原本黑暗冷寂的宇宙变得深邃迷人,甚至产生了像我们一样的高级智慧生命。
恒星的演化与自然生命的过程基本一致——我想这也是自然科学最为迷人的地方,它包括恒星的诞生、成年(主序阶段)、中晚年、衰退与死亡。
恒星的诞生起源于星际物质。
星际物质在宇宙空间普遍存在,极其稀薄,主要是气体与尘埃。
它在空间的分布并不均匀,通常是成块出现,形成弥漫的气尘复合星云。
至于为何集聚,目前较为认可的有两个诱因:超新星爆发产生的震波,以及附近恒星恒星风的推动。
由于其中还存在气态化合物分子如氢分子、一氧化碳分子,所以我们也称之为分子云。
当分子云自身引力足以克服各种类型的支撑力时,便会向内坍缩。
重力坍缩产生热能,星云温度不断上升,密度不断增加,最终点燃内部的氘、氢,发生核聚变[2]。
理论上氘核聚变先于氢核聚变,因为后者需要更高的温度。
当发生氘核聚变后,诞生的就是恒星胎儿——原恒星。
虽然原恒星没有明显的可见光,但它拥有强烈的红外辐射,是可以探测到的。
原恒星下一阶段即为主序阶段,也就是恒星的“青壮年”。
从原恒星进入主序星的时间与其质量相关。
理论上其质量越大,进入主序阶段越快[1]。
而主序星的寿命,也与恒星的质量有关——或者说,恒星的一生,都与其质量密切相关。
大质量恒星的演化更快,寿命可短至百万年;而小质量恒星可长至数百亿年。
主序阶段是恒星一生中最长的黄金时期,占据了它整个寿命的90%。
在这段时间内,恒星相对稳定,向外膨胀和向内收缩的力大致平衡,并且以几乎不变的恒定光度向外辐射光和热[3]。
这一时期,最主要的反应就是氢核聚变。
氢核聚变只发生在星体核心区[1],恒星内部储存的燃料可以支撑释能巨大的聚变很长时间。
以太阳为例,它的核聚变已经进行了50亿年,还可以再维持50亿年。
[转载]天体演化
[转载]天体演化原文地址:天体演化作者:天体是指在宇宙中自成一体的物体。
天体分为星云、星块、星球、星系。
根据星球的大小分为:彗星、卫星、行星、红矮星、巨星,超巨星。
行星的质量是太阳的0.07倍以下,红矮星的质量是太阳的0.07~0.6倍,巨星的质量是太阳的0.6~25倍,超巨星的质量是太阳的25倍以上。
宇宙中的天体此消彼长,循环演化。
天体演化的周期大约需要几十亿至几百亿年。
人类不可能观察到天体演化的周期过程,但可以通过观察不同演化阶段天体来推测天体演化的周期过程。
【天体演化周期律】星块吸积星云成为星球,星球再吸积星云成为巨星,巨星衰变成红巨星,红巨星甩掉大气层蜕变成白矮星,白矮星冷却成黑矮星,黑矮星爆发成冷星云,冷星云吸收辐射能量成为热星云,热星云产生凝聚力。
天体演化周期律证明:“宇宙热寂”现象不可能出现。
根据星云的密度和星球的吸积半径计算,在一片星云内不可能形成一颗巨星。
小星球将一片星云吸积完后,再进入另一片星云继续吸积,经过多次吸积才能成为巨星。
我们把星球的这种多次吸积方式称为“星球轮牧”。
星球体积越大,内部压力也就越大。
当星球内部压力达到一定压力时开始核聚变,产生高温,当星球表面温度达到1000K时开始辐射可见光。
星球体积越大,发光能力越强,发光能力约和体积的四次方成正比。
太阳是经过多次吸积形成的,如果太阳不能补充能量,就会因饥饿导致体温下降。
太阳温度的周期性变化会导致地球温度的周期性变化。
第一节星云星云是指由分子等微观物质组成的云状天体。
星云的温度只有几十K,密度10-10千克/米3。
根据星云的分布密度估计整个银河系有4~5万个星云,已观测到的星云只是其中的一小部分。
星云的总质量约占银河系总质量的15%。
根据星云的形态分为喷发星云、爆发星云和弥漫星云。
喷发星云和爆发星云是星云的前期形态,弥漫星云是星云的后期形态。
一、喷发星云喷发星云是从巨星的两级喷发产生的星云。
例如:“蝴蝶”状星云是喷发星云。
天体物理学与宇宙演化论文---精品模板
天体物理学与宇宙演化论文班级:林学11—2姓名:赵国清学号:110114215指导教师:史旭光黑洞及其物理性质摘要:星球物质层次包压论认为,黑洞不是恒星燃料耗尽冷却后自身的引力坍缩而成,而是热星云团中高速旋转的气体物质因离心力的作用向四周扩张膨胀旋转运动,云团被旋转挤压成亮度高的云环盘并在中间形成星云稀少、光线相对黑暗的空洞,称之为黑洞。
黑洞的存在不具有普遍性,只是极个别热星云演变生成新星球过程的特殊形式。
关键词:黑洞星球物质层次包压论万有引力包压力黑洞形态正文:包压论下的黑洞观与引力论下的黑洞说是完全不同的。
包压论下的黑洞观认为,黑洞的存在不具有普遍性,只是极个别热星云演变生成新星球过程的特殊状态,是把热星云旋涡环盘中间星云物质相对较少的、发光相对黑暗的中心空洞,称之为黑洞.黑洞的初级阶段是相对黑暗空洞的形成。
星系中心球或大恒星的表面高热温度条件下处于气态的物质气体,大量地向外空间升腾,在附近空间区域迅速聚集起来,形成热星云团,因为热星云团由大量热物质气体迅速堆集形成,大量的热量来不及散发,使热星云团的温度比周围环境气态的温度高出许多,这就形成了热星云团相对较热,其周围气态相对较冷的冷热气态对峙状态。
大量的热气物质从星系中心球或大恒星的表面源源不断地上升进入热星云团之中,云团中的热星云的温度相煎和叠加,使热星云团整体的温度继续升高,体积继续膨胀,向外推压其周围相对较冷的气态,受推压的周围温度较冷气态相应地对之进行反作用包压并推动其旋转,逐渐形成了周围较冷气态物质包压中间较热的热星云团的旋涡运动,形成热星云飓风.热星云飓风中心空洞的形成:高速旋转的星云飓风就是高速旋转的热粒子气体流,环绕中心作高速旋转的热粒子气体具有强大的离心力,作离心运动的高速旋转的热粒子气体流环向外扩张膨胀旋转运动,云团中间部分的星云向外周围作离心运动而使星云团变成中空云团,受气体流环扩展膨胀推力的外冷气态向之作反作用包压,内外夹攻,使高速旋转的热粒子气体流形成气体密度很高的空心气体流环盘,形成中空的热星云飓风.由于热星云物质集中在环盘上,热星云环盘温度高、密度大而亮度大,处于中心空洞的气体物质密度稀薄,亮度低,相对于亮度大的热星云环盘,中心的空洞显得比较黑暗,远处观察者看到的是发光的白色环盘中心存在黑色的空洞,故称之为黑洞,其实,它并不黑,也能发热发光,但是,相对于其周围更亮的白色环盘,如同星星相对于其旁边的皓月一样,在皓月当空的夜晚,皓月的旁边是看不见星星的.星云飓风的中心空洞就是黑洞。
宇宙中的天体演化
宇宙中的天体演化宇宙是一个广阔无垠的空间,其中包含了许许多多的星球、行星、恒星等等,而这些天体也在不断的演化变化之中。
恒星演化是宇宙中最为基本的物理现象之一,恒星的寿命长短、质量大小决定了它最终的命运。
在恒星演化的过程中,有一些恒星会以各种方式爆炸,它们的爆炸能量相当于亿万个日光强度,这种爆炸现象被称为超新星爆发。
从恒星到行星,行星和卫星的成因方式也不尽相同。
行星形成的主要途径是原行星盘,而卫星的形成则有多种方式。
一种方式是在类似于行星的原行星盘中形成,另一种方式则是由行星或恒星的潮汐力所产生。
太阳系中有一颗很特别也很神秘的天体,那就是冥王星。
冥王星是太阳系中离太阳最远的行星,同时也是我们人类所了解最少的天体之一。
在科学家们对宇宙进行深入探索的过程中,他们发现冥王星并不是普通的行星,而是宇宙中的矮行星。
此外,还有一个非常令人着迷的太空天体——彗星。
彗星是由气和粉尘组成的、长度达到几千公里的燃尽废气尾巴和达到数万公里的尘埃尾巴组成的一种流星体。
它们经常被称为“冰雪火花”,因为它们看起来像是由冰和尘埃组成的火星。
天体演化是一个持续不断的过程,我们今天所看到的天体形态和状态,与它们诞生时的状态已经大为不同。
在未来的数百万年中,我们还有很多可以期待的天体演化事件。
例如,太阳系内的柯伊伯带天体,他们的运行周期长达几百年,有一天,他们也许会成为人类探索的目标之一。
总的来说,宇宙中的天体演化是一件神秘而又神奇的事情。
我们需要一些先进的科技手段,才能够更好地了解它们的演变历程,同时也需要更多的时间和耐心,去等待那些奇妙而又梦幻般的未知天体的出现。
太阳系中的天体演化
太阳系中的天体演化天文学是一门神奇的学科,它探索着宇宙的奥秘和丰富多彩的现象。
太阳系是我们身处其中的一个小小的组成部分,它由太阳和围绕着它运行的八大行星、恒星、卫星、彗星、流星等等构成。
这些天体不仅在夜空中为我们展现出美丽的景象,它们也在漫长的时间里发生着各种各样的演化,造就了太阳系的独特之处。
太阳系的起源可追溯到约46亿年前,这是一个极为遥远的过去。
当时,太阳系的原材料以气态和固态形式存在,经过漫长的时间和重力的作用,最终形成了太阳和行星。
这个过程是一个漫长而复杂的过程,被称为原行星盘理论。
太阳是太阳系的中心和最重要的天体,它是行星运行的核心。
太阳的能量来自于核聚变,即将氢原子聚合成氦原子所释放的能量。
太阳从诞生到现在已经经历了数十亿年的演化历程,其尺寸和质量也随之改变。
它的过程包括生命期开始阶段的“稳定阶段”,然后是氦闪阶段、红巨星阶段和星外层弥散阶段。
在这期间太阳逐渐膨胀,质量逐渐减小,表面温度也变得越来越冷。
太阳系中的行星有内行星和外行星之分,内行星包括:水星、金星、地球和火星,位于距离太阳较近的位置。
而外行星包括:木星、土星、天王星和海王星,位于距离太阳更远的位置。
这些行星的大小、质量和特征各不相同,每个行星也经历了自己独特的演化历程。
内行星中的水星是太阳系中最小而且最近的行星,其质量和大小都分别是地球的3.3%和38%。
由于它距离太阳比较近,在日光的作用下,水星表面温度可达到430摄氏度,是太阳系中温度最高的天体。
经过漫长的时间,在太阳的影响下,水星逐渐丧失了其原有的大气层并变得相对较小。
其表面上的地质特征也经历了熔岩流动、陨石撞击等过程,表面呈现出坑壁、断层和平原等不同的特征。
金星是太阳系中距离太阳第二近的行星,它的大小和质量与地球相似,但由于其表面温度极高,常常被称为“地狱星”。
由于表面温度过高,金星没有液态水和磁场,并且大气层非常稠密,主要由二氧化碳和少量氮气组成。
这些特征使得金星的表面形成孤立的火山口,形成了一种非常独特的地貌景观。
天体演化论文(大作业)概况
天体演化(大作业)题目:太阳系的演化学生:专业:年级:指导教师:2012年12月10 日目录太阳系的演化 ........................... 错误!未定义书签。
摘要................................................ I I 第一章引言 (3)1.1太阳系的概述 (3)第二章历史 (7)2.1太阳系的历史 (9)第三章形成 (16)3.1太阳系的形成 (16)3.2前太阳星云................................... 错误!未定义书签。
3.3行星的形成................................... 错误!未定义书签。
第四章后续的演化 ...................... 错误!未定义书签。
4.1类地行星..................................... 错误!未定义书签。
4.2小行星带..................................... 错误!未定义书签。
4.2行星迁移..................................... 错误!未定义书签。
4.2后期轰炸和其后............................... 错误!未定义书签。
第五章卫星 ........................... 1错误!未定义书签。
5.1太阳系中的卫星 ............................. 1错误!未定义书签。
第六章太阳系的未来 .................... 错误!未定义书签。
6.2卫.环系统 .................................... 错误!未定义书签。
6.2太阳和行星环境 ............................... 错误!未定义书签。
天体物理论文
端坐天穹的王者————恒星的结构和演化啊,银河,仿佛天国的河在缓缓流淌,又如美人的胴体发着幽光。
我是沿着你流向另一个世界,还是只能空怀着爱意满腔?——归劳默·阿波里纳瑞自从人类诞生以来,就没有停止过仰望天空。
那给予无限光与热的太阳无疑带给人类最多的遐想,它究竟是何摸样?来自何处又将去往何方?又是否会陪我们走尽地老天荒?在这样的猜测中人类逐渐形成了对太阳的依赖与崇拜,19世纪西方宗教研究领域自然神话学派的代表人物麦克斯·缪勒(Max Muller)提出,人类所塑造出的最早的神是太阳神,最早的崇拜形式是太阳崇拜。
那它究竟是驾着太阳车的赫利乌斯,还是生于熊熊烈火的托纳帝乌,亦或是赐予人类火种的苏里耶?神话故事只是一些绵延千万年带着敬畏的想象,现代科学技术的发展逐渐揭开了太阳的神秘面纱。
在茫茫宇宙中,太阳只是一颗非常普通的恒星,与银河中闪耀的亿万颗星星点点并没有什么区别。
在广袤浩瀚的繁星世界里,太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。
只是因为它离地球较近,所以看上去是天空中最大最亮的天体。
其它恒星离我们都非常遥远,即使是最近的恒星,也比太阳远27万倍,看上去只是一个闪烁的光点。
从太阳出发,我们可以了解恒星的一般结构,找到研究恒星的一般方法,进而揭示恒星诞生和演化的奥秘。
一、离我们最近的恒星——太阳太阳位于银道面之北的猎户座旋臂上,距离银河系中心约30000光年,在银道面以北约26光年,它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转,周期大概是2.5亿年,另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。
太阳也在自转,其在日面赤道带约25天;两极区约为35天。
与地球相比,太阳是一个非常巨大的星体,其直径大约是1,392,020公里,相当于地球直径的109倍;质量大约是1.98×10^30千克,相当于地球质量的330,000倍,约占太阳系总质量的99.86%,这样的数据让我们惊叹,以它来命名我们这个星系它当之无愧。
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天体演化(大作业)题目:太阳系的演化学生:专业:年级:指导教师:2012年12月10 日目录太阳系的演化 ........................... 错误!未定义书签。
摘要................................................ I I 第一章引言 (3)1.1太阳系的概述 (3)第二章历史 (7)2.1太阳系的历史 (9)第三章形成 (16)3.1太阳系的形成 (16)3.2前太阳星云................................... 错误!未定义书签。
3.3行星的形成................................... 错误!未定义书签。
第四章后续的演化 ...................... 错误!未定义书签。
4.1类地行星..................................... 错误!未定义书签。
4.2小行星带..................................... 错误!未定义书签。
4.2行星迁移..................................... 错误!未定义书签。
4.2后期轰炸和其后............................... 错误!未定义书签。
第五章卫星 ........................... 1错误!未定义书签。
5.1太阳系中的卫星 ............................. 1错误!未定义书签。
第六章太阳系的未来 .................... 错误!未定义书签。
6.2卫.环系统 .................................... 错误!未定义书签。
6.2太阳和行星环境 ............................... 错误!未定义书签。
第七章星系和相互作用................... 错误!未定义书签。
7.1星系碰撞和行星干扰 (17)第八章太阳系的年代 (17)8.1年代 ......................................... 错误!未定义书签。
致谢 (44)参考文献: (44)太阳系的演化王晓锋(104833043)上海第二工业大学计算机与信息学院摘要:太阳系(Solar System)就是我们现在所在的恒星系统。
它是以太阳为中心,和所有受到太阳引力约束的天体的集合体:8颗行星冥王星已被开除、至少165颗已知的卫星,和数以亿计的太阳系小天体。
这些小天体包括小行星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。
广义上,太阳系的领域包括太阳、4颗像地球的内行星、由许多小岩石组成的小行星带、4颗充满气体的巨大外行星、充满冰冻小岩石、被称为柯伊伯带的第二个小天体区。
在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面、太阳圈和依然属于假设的奥尔特云。
关键词: 太阳系;演化;八大行星;太阳;solar system第一章引言1 太阳系的概述太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。
大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平并形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。
这被称为星云假说的广泛接受模型,最早是由18实际的伊曼纽.斯威登堡、伊曼努尔.康德和皮埃尔-西蒙.拉普拉斯提出。
其随后的发展与天文学、物理学、地质学和行星学等多种科学领域相互交织。
自1950年代太空时代降临,以及1990年代太阳系外行星的发现,此模型在解释新发现的过程中受到挑战又被进一步完善化。
从形成开始至今,太阳系经历了相当大的变化。
有很多卫星环绕其母星气体与尘埃组成的行盘中形成,其他的卫星据信息俘获而来,或者来自于巨大的碰撞(月球就是如此)。
天体间的碰撞至今都在持续发生,并为太阳系演化的中心。
行星的位置经常迁移,某些行星间已经彼此易位。
这种行星迁移现在被认为对【1】太阳系早期演化起负担起绝大部分的作用。
就如同太阳和行星的出生一样,他们最终将灭亡。
大约50亿年后,太阳会冷却并向外膨胀超过现在的直径很多陪(成为一颗红巨星),抛去他的外层成为行星状星云,并留下被称为白矮星的恒星遗骸。
在遥远的未来,太阳的环绕行星会逐渐被经过的恒星的引力卷走。
他们中的一些会被毁掉,另一些则会被抛向星际空间的太空。
最终,数万亿年之后,太阳终将会独自一个,不再有其他天体在太阳系轨道上。
一颗原形星盘的艺术想象图第二章历史2 太阳系的历史有关世界起源和命运的思想可以追溯到已知最早的文字记载;然而,在大部分时代里没有人试图把这样的理论与“太阳系”的存在联系起来,原因很简单,因为当时人一般不相信我们现在了解的太阳系是存在的。
迈向太阳系演化形成理论的第一步是对日心说的广泛认同。
该模型把太阳放在系统的中心,把地球放在环绕其的轨道上。
这一理论孕育的数千年,但知道17世纪末才广泛被接受。
第一次有记载的“太阳系”术语的使用实在1704年。
【2】现今太阳系形成的标准理论:星云假说,从其在18世纪呗提出之日起就屡经采纳和摒弃。
对该假说重大的批评是它很明显无法解释太阳相对其行星而言缺少角动量。
【3】然而,自从1980年代早期对新恒星的研究显示,正如星云假想预测的那样,它们呗冷的气体和灰尘的盘环绕着,才导致这一假想的从心被接受。
当太阳内部核聚变反应结束时,其会慢慢冷却成为一颗红巨星,当红巨星最终抛掉它的外层时,这些元素将被回收以形成其他恒星。
第三章形成3 太阳系的形成3.1前太阳星云星云假说主张太阳系从一巨大的有见光年跨度的分子云的碎片引力塌陷的过程中形成。
几十年前,传统观点还是认为太阳实在相当孤立中形成的,但对古陨石的烟酒发现短暂的同位素的踪迹,该元素只能在爆炸及寿命较短的恒星中形成。
因为只有大质量、短寿的恒星才回产生超新星爆发,太阳一定是在一个产生了大质量恒星的一个大恒星诞生区域里(可能类似于猎户座星云)形成。
这些被称为“前太阳星云”的塌陷气体区域中的一部分将形成太阳系。
这一区域直径7000到20000天文单位(AU)其质量刚好超过太阳。
它的组成跟今天的太阳差不多。
由太初核合成产生的元素氢、氦和少量的锂组成了塌陷星云质量的98%。
剩下的2%质量由在前代恒星何种产生的金属重元素组成。
在这些恒星的晚年他们把这些重元素抛射成为星际物质。
因为角动量守恒,星云塌陷时转动加快。
随着星云浓缩,其中的原子相互碰撞频率增高。
把他们的动能转化为热能。
其质量集中的衷心越来越比周边环绕的盘热。
大约经过100000年,在引力、气体压力、磁场力和转动惯量的相互竞争下,收缩的星云扁平化成了一个直径约200AU的原形星盘,并在中心形成了一个热致密的原恒星(内部氢聚变尚未开始的恒心)。
太阳发展到了这一演化点时,已被认为是一颗金牛T星类型的恒星。
对金牛T星的烟酒表明它们常伴以0.001-0.1太阳质量的前行星物质组成的盘。
这些盘伸展达几百AU——哈勃望远镜已经观察过在恒星形成区(如猎户座星云)直径达1000AU的原星盘———并且相当冷,最热只能达到一千开尔文。
在五千万年内,太阳核心的温度和压力变得如此巨大,它的氢开始聚变,产生内部能源抗拒引力收缩的力直到达至静力平衡。
这意味着太阳成了主序星,这是它生命中的一个主要阶段。
主序星从他们核心的氢聚变的过程中产生能量。
太阳至今还是一颗主序星。
艺术家想象中的太阳星云3.2行星的形成太阳系里诸多行星均被认为成形于“太阳星云”,而太阳星云是太阳行程中剩下的气体和尘埃形成的圆盘状云。
目前被接受的行星形成假说称为吸积,在这里行星从绕原恒星的轨道上的尘埃颗粒开始形成。
通过直接收缩,这些颗粒形成一到十公里直径的块状物,然后他们互相碰撞形成更大的尺寸约五公里的天体(微行星)。
透过进一步相撞逐渐加大他们的尺寸,在接下来的几百万年中大约每年增加几厘米。
内太阳系(距中心直径4天文单位以内的区域)过于温暖以至于易挥发的如水和甲烷分子难以聚集,所以那里形成的微行星只能由高熔点的物质形成,如铁、镍、铝和石状硅酸盐。
这些石质天体会成为类地行星(水星、金星和火星)。
这些物质在宇宙中很稀少,大约只占星云质量的0.6%,所以类地行星不会长得太大。
类地行星胚胎在太阳形成100,000年后长到0.05地球质量,然后就停止聚集质量;随后的这些行星大小的天体间的相互撞击与合并使它们这些类地行星长到它们今天的大小。
类木行星(木星、土星、天王星和海王星)形成于更远的冻结线之外,在介于火星和木星轨道之间的物质冷到足以使易挥发的冰状化合物保持固态。
类木行星上的冰比类地行星上的金属和硅酸盐更丰富,使得类木行星的质量长得足够大到可以俘获氢和氦这些最轻和最丰富的元素。
冻结线以外的微行星在3百万年间聚集了4倍地球的质量。
今天,这四个类木行星在所有环绕太阳的天体质量中所占的比例可达99%。
理论学者认为木星处于刚好在冻结线之外的地方并不是偶然的。
因为冻结线聚集了大量由向内降落的冰状物质蒸发而来的水,其形成了一个低压区,加速了轨道上环绕的尘埃颗粒的速度阻止了它们向太阳落去的运动。
在效果上,冻结线起到了一个壁垒的作用,导致物质在距离太阳约5天文单位处迅速聚集。
这些过多的物质聚集成一个大约有10个地球质量的胚胎,然后开始通过吞噬周围星盘的氢而迅速增长,只用了1000年就达到150倍地球质量并最终达到318倍地球质量。
土星质量显著地小可能是因为它比木星晚了几百万年形成,当时所能使用的气体少了。
像年轻的太阳这样的金牛T星拥有远比老恒星更稳定、更强烈的星风。
天王星和海王星据信是在木星和土星之后,在太阳风把星盘物质大部分吹走之后形成。
结果导致这两个行星上聚集的氢和氦很少,各自不超过一倍地球质量。
天王星和海王星有时被引述为失败的核。
对这些行星来说形成理论的主要问题是它们的形成时间。
在它们目前的位置,它们的核需要数亿年的时间聚集。
这意味着天王星和海王星可能是在更靠近太阳的地方形成的——位于接近甚至介于木星和土星之间——后来才向外迁移。
在微行星的时代,行星运动并不全是向内朝向太阳;从维尔特二号上取回的星尘样本表明太阳系早期形成的物质从温暖的太阳系内部向柯伊伯带区域迁移。
过了三百万到一千万年,年轻太阳的太阳风会清净原星盘内所有的气体尘埃,他把他们吹向星际空间,从而结束行星的生长。
哈勃望远镜拍摄的猎户座星云,一个宽约20光年的恒星摇篮,可能近似于太阳形成之前的前太阳星云第四章后续的演化4.1 类地行星行星形成时代结束后内太阳系有50-100个月球到火星大小的行星胚胎。
进一步的生长可能只是由于这些天体的相互碰撞和合并,这一过程持续了大约1亿年。
这些天体互相产生引力作用,互相拖动对方的轨道直到它们相撞,长得更大,直到最后我们今天所知的4个类地行星初具雏形。