湘教版地理選修1恒星的演化word教案(編輯修改稿)
2025-01-11 00:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 星的演化是從主星序開(kāi)始的，那么什么是主星序呢？等 H 穩(wěn)定地燃燒為 He 時(shí)，恒星就成了主序星。人們發(fā)現(xiàn)有百分之八十至九十的恒星都是主序星，他們共同特征是核心區(qū)都有氫正在燃燒，他們的 光度、半徑和表面溫度都有所不同，后來(lái)證明：主序星的定量上差別主要是質(zhì)量不同，其次是 他們的年齡和化學(xué)成份，太陽(yáng)這段歷 程約千萬(wàn)年。 觀察到的主序星的最小質(zhì)量大約為 ⊙ 。模型計(jì)算表明，當(dāng)質(zhì)量小于 ⊙ 時(shí)，星體的收縮將達(dá)不到氫的點(diǎn)火溫度，從而形不成主序星，這說(shuō)明對(duì)于主序星它有一個(gè)質(zhì)量下限。觀察到的主序星的最大質(zhì)量大約是幾十個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。理論上講，質(zhì)量太大的恒星輻射很強(qiáng)，內(nèi)部的能量過(guò)程很劇烈，因此結(jié)構(gòu)也越不穩(wěn)定。但是理論上沒(méi)有一個(gè)質(zhì)量的絕對(duì)上限。 當(dāng)對(duì)某一星團(tuán)作統(tǒng)計(jì)分析時(shí)， 人們卻發(fā)現(xiàn)主序星有一個(gè)上限，這說(shuō)明什么？我們知道，主序星的光度是質(zhì)量的函數(shù)，這函數(shù)可分段的用冪式表示 ： L∝ M 其中 υ 不是 一個(gè)常數(shù)，它的值大概在 到 之間。 M 大反映主序星中可供燃燒的質(zhì)量多，而 L 大反映燃燒的快，因此主序星的壽命可近似用 M與 L 的商標(biāo)來(lái)標(biāo)志： T∝ M(ν 1) 即主序星壽命隨質(zhì)量增大而按冪律減小，如果整個(gè)星團(tuán)已存在的年齡為 T，那就可以由 T 與 M 的關(guān)系式求出一個(gè)截止質(zhì)量 MT。質(zhì)量大于 MT的主序星已結(jié)束核心的 H燃燒階段而不是主序星了，這就是觀察到由大量同年齡星組成的星團(tuán)有上限的原因。 現(xiàn)在我們就討論觀測(cè)到的恒星中大部分是主序星的原因，表 1 根據(jù)一 25M⊙ 的恒燃燒階段 點(diǎn)火溫度 (K) 中心溫度 () 持續(xù)時(shí)間 (yr) H 4107 4 7106 He 2108 6102 5105 C 7108 6105 5102 Ne 109 4106 1 O 2109 1107 510 2 Si 109 1108 310 3 燃燒階段的總壽命 106 星演化模型，列出了各種元素的點(diǎn)火溫度及燃燒所持續(xù)的時(shí)間。從表上看出，原子序數(shù)大的和有更高的點(diǎn)火溫度， Z 大的核不僅難于點(diǎn)火，點(diǎn)火后燃燒也更劇烈，因 此燃燒持續(xù)的的時(shí)間也就更短。這顆 25M⊙ 的 表 1 25M⊙ 恒星演化模型 ,模型星的燃燒階段的總壽命為 106 年，而其中百分之九十以上的時(shí)間是氫燃燒階段，即主星序階段。從統(tǒng)計(jì)角度講，這表明找到一顆處于主星序階段的恒星幾率要大。這正是觀察到的恒星大多數(shù)為主序星的基本原因。 主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氫，而氫的點(diǎn)火溫度又比其 他元素都低，所以恒星演化的第一階段總是氫的燃燒階段，即主序階段。在主序階段，恒星內(nèi)部維持著穩(wěn)衡的壓力分布和表面溫度分布，所以在整個(gè)漫長(zhǎng)的階段，它的光度和表面溫度都只 有很小的變化 。下面我們討論，當(dāng)星核區(qū)的氫燃燒完畢后，恒星有將怎么進(jìn)一步演化？ 恒星在燃燒盡星核區(qū)的氫之后，就熄火，這時(shí)核心區(qū)主要是氫，他是燃燒的產(chǎn)物外圍區(qū)的物質(zhì)主要是未經(jīng)燃燒的氫，核心熄
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