恒星的诞生

2017/3/21
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弥漫星云
巨蛇座弥漫星云M16
弥漫星云
三叶星云
中低质量恒星的形成

恒星形成始于巨分子云，一团低温的气体、尘埃云； 在星云中，一小团尤为致密的气体、尘埃云“云核”在自身引力 下开始崩塌； 云核碎裂成多个恒星胚胎。其中每一个都会形成原恒星并且吸积 气体和尘埃。 原恒星收缩，进一步增大密度。当其核心开始核聚变反应之后， 正式成为一颗恒星。
大质量恒星

大质量恒星很稀少、寿命也短，但它们在星系演化中起到了非常 重要的作用。 通过辐射和物质外流，它们会向星际介质注入能量。 在它们生命结束的时候，它们会以超新星爆发的形式把重元素抛 撒回星际介质。 银河系中充满了这些恒星产生的空腔（泡）和超新星遗迹。
大质量恒星计算机模拟

新星
超新星的残骸
中子星
中子星是超新星爆炸后遗留 的恒星核心，由中子构成，密 度为水的10^14(10的14次方)倍， 仅一立方厘米的质量就足有全 球人类那么重，大小仅为三十 公里。 中子星的两个强大磁极， 带动四周带电粒子运行，放出 电波。亦因自转轴与磁极不平 行，电波因而呈圆周放射。地 球便接收到一连串脉讯号， 因此中子星亦称为脉冲星。
热力与重力的抗争 红巨星的终结会因质量的不同而有不同的结果： •质量为太阳3.2倍以下，会形成白矮星。 •质量为太阳3.2倍以上，则形成超新星。
热力与重力的抗争
红巨星

‘它’为什么称为红巨星 呢？
星球外层气体 会膨胀而成:红 巨星
当一星球，进入「碳氮氧循环」核能反应 的变星阶段。 此时星球的外观充满着‘快 速扩散’的气体，也因此而降低了温度， 呈现「红色」的低温特征， 如此巨大呈 现泛红的星体被称之为:
有待解决的问题
如果高密度的云核是孵出恒星的“蛋”， 那么下蛋的“母鸡”在哪里？星云自身 必定来自某个地方，而它们的形成过程 还没有被很好地认识。 是什么使得云核开始坍塌？ 胚胎期的恒星如何彼此影响？ 大质量恒星到底是怎样形成的？

谢谢
恒星的形成和演化
恒星的形成
恒星的一生就是一部和引力斗争的 历史！ 这一过程彰显出引力战胜了压强。
大爆炸
第一代 结构
现在
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
– 星际空间中漂浮着的巨大气体、尘埃云。 – 如果这片星云,或者星云中某个高密度部分“云核”的温
度足够低、密度足够大，向内的引力就会超过向外的气体 压强，于是它就会在自身的引力下崩塌。 – 这片星云或者这个云核的密度和温度会变得越来越高，最 终点燃核聚变。由聚变产生的热量会使得内部压强升高， 进而停止崩塌。 – 这颗新诞生的恒星就会进入可持续数百万乃至上万亿年的 动态平衡状态。
原恒星形成，气体几乎均匀地下落。由下落气体释放出的引力势 能造成了它发光； 当原恒星长到大约11个太阳质量的时候，其周围的盘就会变得引 力不稳定，形成了螺旋结构； 当原恒星的质量超过了17个太阳质量，辐射会将气体吹散，形成 空腔。但是周围的气体仍能流入。较小的原恒星形成； 较小的原恒星比中央恒星更快速地生长，并且很快在体积上超过 了后者。吸积不仅在空间上变得不均匀，在时间上也变得不稳定； 数值模拟在中央恒星达到42个太阳质量、伴星达到29个太阳质量 时终止。
恒 星 的 形 成 与 演 化 图
红巨星
红巨星就是恒星的老年状态，恒星内部的 核融合将氢结合成氦、氦合成碳、碳合成氧...... 直至产生铁后，便不能再进行核融合。核融合变 少，恒星温度下降，使恒星收缩。收缩后，又因 收缩产生热力，恒星再次膨胀。恒星就如此落入 重力与热力的竞争中。后期因铁核增大，膨胀收 缩的幅度上升，形成称为变星的亮度脉冲星体。
源自文库
超新星1987A

1987.2.23爆发 (d = 170,000 ly)，是人类自望远镜发明 以来第一颗凭肉眼发现的 超新星。
前身星： Sanduleak -69°202，B3 I型蓝超巨星

超新星1987A 的遗留物：环 状星云
SN 1987A in X-ray
典型的超新星遗迹
Crab Nebula - Optical and X-ray
鹰云
马头星云

反射星云 (reflection nebulae) 星云通过尘埃反射附近的热星的星光而发光，颜色偏蓝。 热星的光谱型一般晚于B3型。
昴星团
哈勃空间望 远镜安装 的大视场 照相机所 拍摄的星 系M83核 心附近恒 星形成。
哈勃空间望远镜 拍摄的猎户座星 云全景照片。这 张照片不仅显示 出大量恒星的诞 生，也包含有罕 见的褐矮星。
「红巨星」
白矮星
白矮星为小质量恒星 的死亡方式。在红巨星 阶段，气体层散发后， 剩下的散发淡光的铁核， 这就是白矮星。白矮星 温度很高，质量也大， 一立方厘米约为十个人 的质量，大小如同地球。 白矮星最后会因能量 散失(主要是光)而变为暗 淡无光的黑矮星。
超新星
超新星为大质量恒星的死亡方式。恒 星因铁核质量周过大，膨胀收缩激烈， 铁核因重力使质子与电子结合，形成 中子核和放出微中子。气体层收缩， 冲击核心造成向外的冲击波，气体层 爆发，造成超新星。 超新星虽是一个恒星的死亡，但同时造 就很多恒星的诞生。超新星造成的向外 冲击波，使气体云压缩，形成原始星。
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恒星形成理论: 弥漫学说
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
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亮星云：发射星云，反射星云 星云
暗星云

暗星云 (dark nebulae) 大量的尘埃阻挡了星云内 部或后面恒星的星光。