小质量恒星的演化.pptx
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
太阳系的形成和恒星的演化-精品PPT
• 太阳系是怎样形 成的？太阳等各 种恒星诞生后， 还会发生变化吗？ 恒星真的永恒不 灭吗？
太阳系的形成
行星公转可以作为推论太阳系形成的依据
康德—拉普拉斯星云说
• 18世纪，德国哲学家康德和法国数学家拉 普拉斯提出了星云说：
剩余的星云进 一步收缩演化， 形成地球等行 星。
2. 木材的耐久性远逊于石材，因而以 土和木 为主要 材料的 中国古 建筑留 存至今 的并不 多，以 致某些西方学者以为现在根本没有 这种建 筑的实 物。
3. 中国古代的石建筑并不像欧洲那样 发达， 一直到 明清时 代，在 技术条 件完备 且有需 求的 情况下，石建筑在中国依然很少出现 。
•
4．多样性意味着差异，我国的民族多 样性决 定了以 民族为 载体的 文化的 多样性 ，这种 文化的 多样性 也意味 着各民 族文化 的差异 。
内盘温度高达 2000。C以上， 尘埃粒子全部 蒸发，内盘全 是气体，而圆 盘中心的气体 塌缩形成太阳
原始太阳是一 个扁平的、自 转的气体尘埃 圆盘
“星云说”还有存在不足 的地方，因此还有其他关 于太阳系形成的假说，如 “灾变说”等
恒星的演化
诞生 成长 成熟 衰老 死亡
星云 原恒星（幼年期） 主序星（成年期）
5．从自然生态的角度来看，生态平衡 的维护 就是要 维护其 生物物 种的多 样性， 所以维 护社会 和谐的 基础也 就是文 化的多 样性。
6．作为最深层次的认同，文化的认同 在维护 民族团 结和和 睦之中 具有最 根本的 作用， 因此就 要建设 好各民 族共同 的精神 家园， 培养中 华民族 的共同 体意识 。
出现不同的 演化过程
当恒星演变为主序星后，为什么接 下来会出现不同的演化过程呢？这
浙教版 太阳系的形成和恒星的演化PPT课件1
新知一 太阳系的形成
太阳自转 1．太阳系的行星绕日公转的特点：一是公转的方向与_________
的方向一致；二是公转的轨道平面大多接近于_________ 同一平面 。
星云 2．“康德—拉普拉斯星云说”：太阳系是由一块________ 收缩
形成的。由气体和尘埃物质形成的星云的圆盘中心崩塌收缩形成
第1章
第2节
演化的自然
太阳系的形成和恒星 的演化
第1章 演化的自然
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
新知学习
互动探究
课堂小结
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
考纲要求：
从恒星的演化中领悟人与自然的关系。 重要提示：
恒星是不会永久存在的，恒星质量大小决定其日后演化的
历程。
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
[归纳提升]
[课堂速记] _____________________________________________________ _____________________________________________________
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
[归纳提升] 只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的扁平的星云云盘，太
阳系行星的公转方向才会与太阳的自转方向一致，太阳系行星的公
转轨道平面才会大多接近于同一平面。
[课堂速记] _____________________________________________________ _____________________________________________________
恒星结构及演化
边界条件
M 0，r 0, L 0
M m,T Te (或0），P=Pe(或0)
每层的物理状态 P ，2 ， ， 例 求解
12
E12
12 NT Ni 12 (12 )d
12
S(E) E
Pl12
恒星结构的基本方程组
五. 恒星中的核合成
1.氢燃烧
2.He燃烧 3.C燃烧
T 7 106 K 可发生 T 1.5107K P-P反应为主 T 1.5107 K CNO双循环为主
15 18 20 T6 恒星中的核合成
Ｈe燃烧
3 过程当 M He 0.03M 时才有可能
He4 He4 Be8
Be8 He4 C12
足够的C12生成后可能发生
C12 He4 O16 O16 He4 Ne20
超过N20的几率很小
恒星中的核合成
C燃烧
MC 0.8M 时才有可能
He3 He4 Be7 Be7 H1 B8
Li7 H1 He4 He4
Be7 H 1 B8
B8 Be8 e v Be8 2He4
PP Chain
恒星中的核合成
氢燃烧
（ ，T，）
PPI
PPII +PPIII PPII PPIII
10 15 23
T6
CNO Bi-cycle PP Chain
造父变星 HII区 O型星
新星
远星系
星系亮度
遥远星系
红移
观测事实
3.1 三角视差法
视差就是观测者在两个不同位 置看到同一天体的方向之差。 地球绕太阳作周年运动，这恰巧满足了三角视差法的条 件：较长的基 线和两个不同的观测位置。试想地球在轨道的这一侧和另 一侧，观测者可 以察觉到恒星方向的变化——也就是恒星对日－地距离 的张角θ（如下 图）。图中所示的是周年视差的定义。通过简单的三角学 关系可以得出：
恒星形成结构与演化
第五章恒星形成、结构和演化
恒星形成星际尘埃原恒星
原恒星到零龄主序
恒星质量与传热方式：
➢对流：质量小
➢辐射：质量大
主序阶段能源
恒星内部热核反
应发生：
量子隧道效应+麦
克斯韦速度分布
恒星结构
➢质量方程：➢流体力学平衡：➢能流方程：➢光度方程：
物态方程：
p =p T,ρ,X,Y,z X +Y +Z =1边界条件：
从表面到核心
当＝时，＝，当＝时，
＝
标准太阳模型
密度、压力、温
度、能量与半径
的关系
质量恒星的演
化
恒星演化轨迹
⚫小质量恒星
⚫大质量恒星
恒星演化晚期内部结构
像洋葱一样，一层一层；重元素沉积在里面，轻元素在外面
星云、主序前、主序、主序后、终极产物：
质量不同演化产物不同。
白矮星➢中小质量恒星演化终极命运
➢内部电子简并
➢天狼星的伴星是第一颗被发现的
白矮星
➢理论预计银河系中有100颗
➢观测到目前为止仅有不到十万颗
被发现
中子星
➢大质量恒星演化终极命运
➢中子简并奥本海默和沃尔科夫建立了第一个简化的中子星模型
质量上限一般在2.2个太阳质量
体积非常小、磁场很强、自转很快
黑洞
➢大质量恒星演化终极命运
➢奇点，接近于0，密度非常高
➢最早在18世纪提出，光速不能够逃脱；
爱因斯坦广义相对论场方程可以计算➢恒星级黑洞➢中等质量黑洞➢超大质量黑洞
双星演化
洛希等势面
分离双星
半相接双星
相接双星
内8洛希瓣
双星物质转移。
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
恒星讲义8
第二节 小质量恒星的演化
1. 主序阶段演化
在中心氢燃烧阶段（主序带），小质量恒星的演化可以分为两类，即上部主序星(M＞1.5M⊙)和下部主序星(M＜1.5M⊙)。
在上部主序星中心核内，氢燃烧以CN循环为主。16O达到平衡所需的时标很长，基本上不参与循环。，pp链只占总产能率的很小部分，主要发生在中心核的外部。中心核是对流的，外部覆盖着辐射平衡幔。其主序阶段的演化类似于中等质量恒星。
下部主序星是小质量恒星的代表。在其中心核内，氢燃烧以pp链为主，CNO循环基本不起作用。由于越往中心，温度越高，PPII和PPIII就越重要。于是，最大产能率处不是在恒星的中心，因为此处中微子能量损失最大。
正如前面分析的，在主序阶段，由于pp链产能率低，下部主序星中心核是辐射平衡的。但是，由于恒星的有效温度也很低，氢和氦的电离效应使得外壳中不透明度非常大，造成辐射温度梯度大于绝热值而引发大范围的对流运动。
这样就为检验恒星结构演化模型,乃至基础物理，提供了一个最好的实例。
太阳的基本参数为：
2. 标准太阳模型
太阳是一颗典型的下部主序星。与其它恒星不同的是，太阳表面对流区内存在的大量p模式振动（106个声波模式）被人们观测到了。通过精确测定这些声波模式的频率（准确到10-5），可以直接确定太阳内部的物理结构，如对流区底部的位置（Rb＝0.710-0.716R⊙）和此处的绝热声速（cb＝0.221-0.225Mm/s）等。
随着中心核内氢逐渐聚变为氦，平均分子量逐渐变大，使得压强下降。于是恒星缓慢的收缩，中心温度和密度上升，来抵消平均分子量上升带来的压强的下降。这将造成热核反应产能率逐步上升，引起恒星表面光度和有效温度的上升。于是，恒星沿ZAMS线爬升，其中心核内形成一个光滑的丰度轮廓。
恒星的演化阶段
恒星的演化阶段哎，说起来恒星的那些事儿，咱们得从它出生那会儿聊起，就像咱们小时候一样，每个星星都有它的成长故事呢。
首先，咱们得知道，恒星可不是凭空冒出来的，它们是在宇宙这个大舞台上，由一大团气体和尘埃组成的云团里，慢慢孕育出来的。
这些云团啊，就像是天空中的棉花糖，不过它们可不含糖，而是充满了氢和氦这些轻飘飘的气体，还有些尘埃颗粒当佐料。
某一天，这些气体和尘埃突然玩起了“抱团取暖”的游戏，越挤越紧，温度也越来越高，直到“嘭”的一声，一颗新的恒星就闪亮登场了！这就是恒星的诞生阶段，咱们可以叫它“婴儿期”。
接下来，这婴儿期的恒星可不会一直这么安静。
它就像是个刚学会走路的小孩，充满了活力和好奇心。
这时候的恒星，内部正在进行着一场激烈的核聚变派对。
氢原子们手拉手，在高温高压的环境下，变成了氦原子，还释放出大量的光和热。
这就像咱们过年时放的烟花，绚烂又热闹。
这个阶段，咱们就叫它“主序星阶段”，恒星的青春年华啊。
不过，好景不长，就像咱们总会长大一样，恒星也会进入它的中年期。
这时候，它体内的氢燃料开始逐渐减少，就像咱们的钱包越来越瘪一样。
为了维持那份光和热，恒星不得不开始寻找新的能源。
于是，它开始把注意力转向了氦，通过一系列复杂的反应，把氦变成更重的元素，比如碳和氧。
这个过程可比之前的氢核聚变要艰难得多，就像咱们从学走路到学骑自行车，需要付出更多的努力。
这个阶段，恒星会变得更大、更红，就像是个喝醉了酒的大汉，咱们就叫它“红巨星阶段”。
但是，红巨星阶段也不是恒星的终点。
当氦也用得差不多的时候，恒星就会面临一个艰难的抉择：是继续膨胀成超新星，然后留下一片美丽的星云和一个可能成为新恒星种子的中子星或黑洞；还是直接坍缩成一颗白矮星，静静地等待着宇宙的尽头？这就像咱们老了之后，有的人选择继续活跃在舞台上，有的人则选择回归平淡的生活。
最后啊，我想说，恒星的演化阶段就像咱们的人生一样，充满了变数和奇迹。
从婴儿期的纯真无邪，到青春期的活力四射，再到中年期的沉稳内敛，最后到老年期的淡然处世，每一个阶段都有它独特的魅力和意义。
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
-1
837 ?
-8 ?
1006
-10
1054
-5
1181
-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
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）
星体的演化
4
红 巨 星
精选可编辑ppt
5
超新星爆发
1987年爆发于大麦哲伦云中 的超新星1987a。
精选可编辑ppt
6
• 由于引力塌缩与质量有关，所以质量不同的恒星在演化上是有差别的。
•
M<0.08M⊙的恒星：氢不能点火，它将没有氦燃烧阶段而直接走向死亡。
•
0.08<M<0.35M⊙的恒星：氢能点火，氢熄火后，氢核心区将达不到点
• 对质量小于8→10M⊙的恒星，它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的 核燃烧阶段； l例如: 小质量的恒星（如太阳），起先会膨胀，在这个阶段 的恒星我们称之为红巨星，然后会塌缩，变成白矮星，再成为黑矮星，最终 消失。
•
大质量的恒星，≥7个太阳密度（8→10M⊙<M）的恒星则会变成超级太
阳（超新星），它会选择以超新星爆发的形式结束生命，最终会成为黑洞
火温度，从而结束核燃烧阶段。
•
0.35<M<2.25M⊙的恒星：它的主要特征是氦会点火而出现"氦闪光"。
•
2.25<M<4M⊙的恒星：氢熄火后氦能正常地燃烧，但熄火后，碳将达不
到点火温度。这里的反应有：
•
•
4<M<8→10M⊙的恒星，这是一个情况不清楚的范围，或许碳不能点火，
或许出现"碳闪光"，或许能正常地燃烧，因为这是最后的中心温度已较高，
一些较敏感的因素，如：中微子的能量损失把情况弄得模糊了。
•
8→10M⊙<M的恒星：氢、氦、碳、氧、氖、硅都能逐级正常燃烧。最
后在中心形成一个不能在释放能量的核心区，核心区外面是各种能燃烧而未
烧尽的氢元素壳层。核燃烧阶段结束时，整个恒星呈现由内至外分层
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由于简并，He核温度上升但不膨胀
▪ 简并He核是很好的热导体，一旦He核的中心 燃烧 几分钟内加热整个He核，瞬间整个He 核温度相同 整个He核燃烧
▪ He核电子简并 He核燃烧， He核虽温度上 升但压力不增加（简并压主导） 简并He核 不膨胀（简并气体不满足理想气体状态方程！）
▪ 反向林忠四郎线 ：原恒 星主序星：H–调节
105 yr
恒星沿RGB是加速向Байду номын сангаас攀升的
▪ H壳层燃烧 He核质量增加 电子简并度增 加 导致He核继续收缩（温度升） 引力更 强 H燃烧壳层压力更大 更快H壳层燃烧 He核质量增加更快 …(相互促进） 恒 星光度加速上升 恒星沿RGB是加速攀升的！
Abraham Lincoln (1809-1865) September 30, 1859
本讲内容
1. 小质量恒星（太阳）的主序后演化
▪ 红（超）巨星 ▪ 行星状星云 ▪ （地球的命运）
2. 白矮星 3. 小质量双星的演化
▪ 激变变星 ▪ 新星 ▪ Ia（热核）超新星
主序后恒星的演化
▪ 星际云坍缩为巨大的原恒星，由气体和尘埃组 成的盘所环绕
▪ 数秒钟之内，温度上升 热压 大于 简并压 He核膨胀冷却 电子简并解除
▪ He燃烧是以He闪的方式开始，但氦闪仅持续 数小时
▪ 氦闪是理论推算，至今仍未观测到
▪ He闪所产生的巨大能量 用来抗衡引力和膨胀 He 核 氦闪后, 非简并He 核变得很大 引力减弱 He燃烧核心和H燃烧 壳层的压力减小 核反 应率明显降低 恒星光 度明显下降，仅有He闪 时的1/100（包层收缩）
天文学导论
第9讲 小质量恒星演化
It is said an Eastern monarch once charged his wise men to invent him a sentence to be ever in view, and which should be true and appropriate in all times and situations. They presented him the words: “And this, too, shall pass away.”
▪ 简并He核的温度上升 He燃烧率加快 温 度上升加快 He燃烧率加快 ….. 温度 上升和He燃烧率加快相互促进
氦闪后，电子简并解除
▪ 因此，简并He核的突然燃烧是处于失控状态， 故称为氦闪
• T =1亿 K 1.1亿K: 反应率增加40倍 • T =2亿 K 反应率增加4.6亿倍
• 主序寿命，（赫罗图）演化路径，结束方式 • 一个（孤立）恒星形成之时就确定了它的演化程
▪ 小质量恒星和大质量恒星的演化十分不同 ▪ 大致区分为两类：
• 小质量恒星 < 3 Msun, 以太阳为例
▪ 天文学家已经回答了我们太阳的命运！
• 大质量恒星 > 3 Msun
▪ 当主序恒星核心区的氢完全耗尽，恒星开始脱 离主序，演化加快，出现一系列壮观景象
• 亚巨星的温度下降大约 1,000K,
108 yr
1.2 红巨星支 Red Giant Branch (RGB)
▪ 非燃烧He核继续坍缩，He核半径减小，He核 温度上升 壳层H燃烧率更快（He核质量增 加） 光度增加 恒星包层膨胀 表面温 度降低 … … RGB
▪ He核体积持续缩小电子开始简并(压)
• 化学成分和太阳类似 的小质量恒星将只聚 集在RGB的左侧
• Fe丰度比太阳小的恒 星趋于分布在远离 RGB的准水平线上
红巨星结构： 非燃烧简并He核+ 燃烧H壳层 + 非燃烧H包层
简并：泡利Pauli不相容原理
▪ 量子力学：质量大粒子占据空间小！ 电子先 简并 客满
能级2
自旋朝上 自旋朝下 客满
能级1
▪ 由于H–的调节 RGB 表面温度变化不大
▪ 在H-R图上，恒星向右 上方几乎垂直攀升成为 红巨星（23) ：颜色 红体积大（亮）
▪ 太阳从主序到RGB最顶端大约要2亿年 • SB 阶段： L 10Lsun • RGB 阶段：10Lsun 1,000Lsun • 半径增大为100倍太阳半径
太阳成为红巨星
1.3 氦闪 (Helium flash)
▪ He核质量继续增加 且继续收缩 引力 更大 H壳层燃烧 更快，且加热He核 （由引力能） …
▪ 遗留在盘内的气体和尘埃聚积成行星及其卫星、 小行星和彗星等
▪ 原恒星继续坍缩直到核心的H点燃而成为主序 恒星
▪ 主序恒星：恒星核心的H在燃烧 ▪ 恒星最终会耗尽其核心的H燃料：结构开始剧
变，开始快速演化
▪ 最终坍缩成为没有核燃料的致密天体
每颗恒星都是唯一的
▪ 初始质量和化学丰度决定一个恒星的命运
▪ He核收缩 壳层引力增加 壳层压力增加 壳层H燃烧率加快（He核质量增加） 恒星更 亮，但体积膨胀 表面温度降低 恒星更红！
亚巨星结构： 非燃烧He核 + 壳层H燃烧 + 非燃烧H包层
• 在H-R图上, 恒星渐渐 向右脱离主序(12), 称为亚巨星支
• 体积膨胀 表面温度 降低，但光度增加
小质量恒星的演化
大质量恒星的演化
1。小质量恒星的主序后演化
▪ 以类太阳恒星演化作为小质量恒星演化的代表， 以此来了解太阳轰轰烈烈的一生
• 相似的初始质量（M ~1M⊙） • 相似的初始化学成分（~太阳元素丰度）
1.1 亚巨星支 Sub-giant Branch(SB)
▪ 核心H枯竭(变为He核)，壳层H燃烧 主序生 活结束，开始快速演化
▪ 恒星进入一个新的稳定 态：He在正常的非简并 的核内燃烧成为C，H在 壳层内燃烧成为He
1.4 水平支 Horizontal Branch (HB)
▪ He闪后，光度降低 恒星（H包层） 收缩 表面温度上 升 恒星向左下方 移至水平支（34）
▪ t=100,000 years
▪ 恒星的化学成分决定 其在水平支上的位置：