1.2太陽系的形成與恒星的演化

1、1.2 1.2 太陽系的形成和恒星的演化太陽系的形成和恒星的演化 一、太陽系的形成一、太陽系的形成 太陽系的八大行星繞太陽公轉(zhuǎn)方太陽系的八大行星繞太陽公轉(zhuǎn)方 向和太陽自轉(zhuǎn)方向一致，（向和太陽自轉(zhuǎn)方向一致，（同向性同向性） 結(jié)論：結(jié)論： 這些行星公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)如果與太陽系形成有這些行星公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)如果與太陽系形成有 關(guān)，就可以作為推論太陽系形成的依據(jù)關(guān)，就可以作為推論太陽系形成的依據(jù) 九大行星繞太陽公轉(zhuǎn)的平面大多接近同一平九大行星繞太陽公轉(zhuǎn)的平面大多接近同一平 面，（面，（共面性共面性）行星公轉(zhuǎn)軌跡基本上是圓形）行星公轉(zhuǎn)軌跡基本上是圓形 或橢圓形。（或橢圓形。（近圓性近圓性） 1、“康德拉普拉斯星云說

2、” 太陽系是由一塊星云收縮形成的，先 形成的是太陽，然后，剩余的星云物質(zhì) 進(jìn)一步收縮演化，形成地球等行星。 理論依據(jù)理論依據(jù)： 八大行星繞日運(yùn)行的特征八大行星繞日運(yùn)行的特征 星云：是由氣 體和塵埃物質(zhì) 組成的巨大云 霧狀天體。直 徑大多十幾光 年 一一.原始的太陽星云是一個(gè)扁平的、自轉(zhuǎn)的原始的太陽星云是一個(gè)扁平的、自轉(zhuǎn)的 氣體塵埃圓盤。氣體塵埃圓盤。50億億年前原始太年前原始太陽陽星星云云因因 萬萬有引力作用而收有引力作用而收縮縮凝聚凝聚 二二:凝聚的星凝聚的星云云,繞著繞著中中軸軸旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),形成中形成中間增間增厚的大厚的大園園 盤盤 三三:繼續(xù)旋轉(zhuǎn)繼續(xù)旋轉(zhuǎn),盤盤面形成面形成幾個(gè)幾個(gè)同心同心圓

3、的圓環(huán)圓的圓環(huán) 太陽系的形成太陽系的形成 四四:中心部份中心部份質(zhì)量較大質(zhì)量較大形成形成恒恒星星-太陽太陽 圓環(huán)圓環(huán)部分形成一顆顆行星及部分形成一顆顆行星及衛(wèi)衛(wèi)星星 太陽系的形成太陽系的形成 關(guān)于太陽系的形成還有哪關(guān)于太陽系的形成還有哪 些學(xué)說？些學(xué)說？ 2、災(zāi)變說、災(zāi)變說 地球等行星的物質(zhì)是因?yàn)槟撤N偶然的巨地球等行星的物質(zhì)是因?yàn)槟撤N偶然的巨 變（如另一顆恒星接近太陽或與太陽相變（如另一顆恒星接近太陽或與太陽相 撞）而從太陽中分離出來的撞）而從太陽中分離出來的 太陽是太陽系的中心，也是由星云形成的太陽是太陽系的中心，也是由星云形成的 一顆恒星，恒星真的能永恒嗎？一顆恒星，恒星真的能永恒嗎？ 太

4、陽太陽 常見的恒星常見的恒星 行星狀星云行星狀星云紅巨星紅巨星 白矮星白矮星中子星中子星 超新星超新星 黑洞黑洞 紅巨星紅巨星 紅巨星，稱它為紅巨星，稱它為“紅紅”巨星，巨星， 是因?yàn)樵谶@恒星迅速膨脹的是因?yàn)樵谶@恒星迅速膨脹的 同時(shí)，它的外表面離中心越同時(shí)，它的外表面離中心越 來越遠(yuǎn)，所以溫度將隨之而來越遠(yuǎn)，所以溫度將隨之而 降低，發(fā)出的光也就越來越降低，發(fā)出的光也就越來越 偏紅。不過，雖然溫度降低偏紅。不過，雖然溫度降低 了一些，可紅巨星的體積是了一些，可紅巨星的體積是 如此之大，它的光度也變得如此之大，它的光度也變得 很大，極為明亮。肉眼看到很大，極為明亮。肉眼看到 的最亮的星中，許多都是

5、紅的最亮的星中，許多都是紅 巨星。紅巨星。紅巨星的巨星的體體 積積很大，它的半很大，它的半徑徑一般比太一般比太 陽陽大大100100倍倍。 行星狀星云行星狀星云 質(zhì)量質(zhì)量大大于于太太陽質(zhì)量陽質(zhì)量1.41.4倍倍， 外外圍圍的的氣體氣體及冰粒便及冰粒便會(huì)會(huì)以每秒以每秒 數(shù)數(shù)十公里的速度向外膨十公里的速度向外膨脹脹，外，外 貌像土星的光貌像土星的光環(huán)環(huán)一一樣樣，天文，天文學(xué)學(xué) 家叫行星家叫行星狀狀星星云云，而，而剩剩下的核下的核 心的光度心的光度會(huì)會(huì)暗淡下去。暗淡下去。 行星狀星云行星狀星云 白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、 亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。

6、它的密度在亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。它的密度在 10001000萬噸萬噸/ /立方米左右。立方米左右。白白 矮星是一矮星是一顆顆已死已死 亡的亡的恒恒星星，中心的中心的熱熱核反核反 應(yīng)應(yīng)已停止已停止 。 白矮星白矮星 質(zhì)量約是質(zhì)量約是太太陽陽4 41010倍的倍的恒恒星在超新星爆星在超新星爆 炸的炸的過過程，程，遺遺留下留下來來的核心的核心變變成一成一顆體積顆體積很小，很小， 質(zhì)量卻質(zhì)量卻很大的中子星，由中子很大的中子星，由中子構(gòu)構(gòu)成，密度成，密度為為水水 的的101014 14倍， 倍，僅僅1cm1cm3 3的的質(zhì)質(zhì)量就有全球人量就有全球人類類那那么么重，重， 直徑僅為直徑僅為30km30

7、km。 中子星中子星 黑洞黑洞 質(zhì)質(zhì)量比太量比太陽陽大大1010倍以上的倍以上的恒恒星，超新星爆炸星，超新星爆炸后會(huì)后會(huì)形形 成成“黑洞黑洞”。黑洞。黑洞會(huì)會(huì)把附近所有的物把附近所有的物質(zhì)質(zhì)都吸都吸進(jìn)進(jìn)去，就去，就連連 光線光線也也會(huì)會(huì)被吞被吞沒沒，所以我，所以我們們是看不是看不見見黑洞的。但是如黑洞的。但是如 果黑洞附近有另外一果黑洞附近有另外一顆恒顆恒星，我星，我們們可以可以從這顆鄰從這顆鄰近近恒恒星星 的物的物質(zhì)被質(zhì)被吸入黑洞吸入黑洞時(shí)時(shí)的情形，的情形，證證明黑洞的存在。明黑洞的存在。 這些恒星和太陽有什么不同？這些恒星和太陽有什么不同？討論：討論： 紅巨星：表面溫度比太陽低，但體積比太

8、陽大，紅巨星：表面溫度比太陽低，但體積比太陽大， 亮度比太陽高。亮度比太陽高。 行星狀星云：質(zhì)量體積比太陽大，但亮度較暗。行星狀星云：質(zhì)量體積比太陽大，但亮度較暗。 超新星：超新星：亮光相亮光相當(dāng)于當(dāng)于10億顆億顆太太陽陽 白矮星、中子星、黑洞：體積小、亮度低，但質(zhì)白矮星、中子星、黑洞：體積小、亮度低，但質(zhì) 量大、密度極高。量大、密度極高。 二、恒星的演化二、恒星的演化 恒星不永恒恒星不永恒 恒星的一生恒星的一生 小質(zhì)量恒星（太陽）小質(zhì)量恒星（太陽）紅巨星紅巨星白矮星白矮星黑矮星黑矮星 大質(zhì)量恒星大質(zhì)量恒星超紅巨星超紅巨星超新星超新星 中子星中子星 黑洞黑洞 黑洞在輻射過程中將逐漸縮小黑洞在輻

9、射過程中將逐漸縮小,最后在爆炸中結(jié)束最后在爆炸中結(jié)束“生命生命”。 通過天文觀測和發(fā)現(xiàn)逐步證實(shí)和完善了恒星通過天文觀測和發(fā)現(xiàn)逐步證實(shí)和完善了恒星 的演化理論。的演化理論。 恒星的一生恒星的一生 星際氣體星際氣體 收縮形成收縮形成 中子星中子星 黑洞黑洞 主序星主序星 原恒星原恒星 主序星主序星 太陽太陽 紅巨星紅巨星白矮星白矮星暗矮星暗矮星 大恒星大恒星 超紅巨星超紅巨星 超新星超新星 恒星的恒星的壽壽命命 決定恒星壽命決定恒星壽命的因素只有一的因素只有一個(gè)個(gè)質(zhì)質(zhì)量！量！ 質(zhì)量質(zhì)量愈大，愈大，壽命壽命愈短！愈短！ 太太陽陽可活可活100億年億年，而天狼星的，而天狼星的壽壽命命卻卻只有只有 幾幾

10、百百萬萬年。年。按按比例比例來來看，如果太看，如果太陽陽可活七十可活七十 歲歲，天狼星只能活三天！，天狼星只能活三天！ 恒恒星的星的壽壽命命主要與哪些因素有關(guān)呢？主要與哪些因素有關(guān)呢？ 1515倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1千萬年千萬年 1 1倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1百億年百億年 0.20.2倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1萬億年萬億年 太陽的一生大致是太陽的一生大致是100100億年。億年。 大約在大約在5050億年以前，一團(tuán)十分巨大又十分稀億年以前，一團(tuán)十分巨大又十分稀 薄的氣體云，在自己的重力作用下收縮著。它薄的氣體云，在自己的重力作用下收縮著。它 開頭收縮得很快，后來由于內(nèi)部發(fā)熱，收縮慢

11、開頭收縮得很快，后來由于內(nèi)部發(fā)熱，收縮慢 了下來，直到形成一批高熱、高密的氣體大團(tuán)了下來，直到形成一批高熱、高密的氣體大團(tuán) 塊，這些就是塊，這些就是“原恒星原恒星”，其中一個(gè)就是我們，其中一個(gè)就是我們 的太陽。的太陽。 太陽進(jìn)一步收縮，內(nèi)部溫度更高，引發(fā)了太陽進(jìn)一步收縮，內(nèi)部溫度更高，引發(fā)了 “熱核反應(yīng)熱核反應(yīng)”，于是停止收縮，進(jìn)入，于是停止收縮，進(jìn)入“成年成年” 時(shí)期。就是我們現(xiàn)在看到的太陽了。時(shí)期。就是我們現(xiàn)在看到的太陽了。 大約再過大約再過5050億年，太陽核心部分的億年，太陽核心部分的“燃料燃料” 用光后，就會(huì)猛地又收縮一下。這一來，溫度用光后，就會(huì)猛地又收縮一下。這一來，溫度 再次猛

12、增，使外層原來沒有燒過的再次猛增，使外層原來沒有燒過的“燃料燃料”也也 “燒燒”起來了。此時(shí)，太陽會(huì)猛烈地膨脹，成起來了。此時(shí)，太陽會(huì)猛烈地膨脹，成 為一顆為一顆“紅巨星紅巨星”。 太陽會(huì)脹得很大，太陽能把水星和金星都太陽會(huì)脹得很大，太陽能把水星和金星都 “吞掉吞掉”。地球軌道恰好在這個(gè)脹大了的太陽。地球軌道恰好在這個(gè)脹大了的太陽 表面的位置。這時(shí)的地球即使不被熾熱的太陽表面的位置。這時(shí)的地球即使不被熾熱的太陽 “吞掉吞掉”，也會(huì)被烤得熔為一團(tuán)熔巖。但與此，也會(huì)被烤得熔為一團(tuán)熔巖。但與此 同時(shí)，也會(huì)有其他小行星變得適合人類居住，同時(shí)，也會(huì)有其他小行星變得適合人類居住， 也許那就是人類未來的避難

13、處。也許那就是人類未來的避難處。 “紅巨星紅巨星”階段大約有階段大約有1010億年。然后，一切億年。然后，一切 可可“燒燒”的的“燃料燃料”都用完了，紅巨星開始再次都用完了，紅巨星開始再次 收縮，越變越小，大約只有現(xiàn)在的體積的十萬分收縮，越變越小，大約只有現(xiàn)在的體積的十萬分 之一，才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達(dá)之一，才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達(dá)1 1萬萬 度，但表面積變小了，發(fā)出的熱量會(huì)大大減少，度，但表面積變小了，發(fā)出的熱量會(huì)大大減少， 這時(shí)，太陽就進(jìn)入了這時(shí)，太陽就進(jìn)入了“老年期老年期”，成為，成為“白矮星白矮星” 一樣的天體，表面溫度高、體積小、密度很大一樣的天體，表面溫度高、體積

14、小、密度很大 （每（每1cm1cm3 3物質(zhì)有物質(zhì)有1010噸重）。由于沒有內(nèi)部能源，噸重）。由于沒有內(nèi)部能源， 所以這個(gè)所以這個(gè)“老年期老年期”并不能永遠(yuǎn)維持下去，而是并不能永遠(yuǎn)維持下去，而是 逐漸冷卻，最后成為一個(gè)黑暗無比的逐漸冷卻，最后成為一個(gè)黑暗無比的“暗矮星暗矮星”。 太陽的一生-100億年 星星 云云. 太陽太陽. 50億年億年. 紅巨星紅巨星. 40億年億年. 白矮星. 10 億億 年年 暗矮星暗矮星. 漫長漫長. 質(zhì)量較大的恒星，在核燃料用完、核反應(yīng)停止后，質(zhì)量較大的恒星，在核燃料用完、核反應(yīng)停止后， 演化為中子星，最后也會(huì)變成暗矮星。質(zhì)量更大的恒星，演化為中子星，最后也會(huì)變成

15、暗矮星。質(zhì)量更大的恒星， 在核燃料用完、核反應(yīng)停止后，將演化為黑洞。黑洞的密在核燃料用完、核反應(yīng)停止后，將演化為黑洞。黑洞的密 度非常大，以致任何物質(zhì)、甚至光線都無法逃脫它的吸引。度非常大，以致任何物質(zhì)、甚至光線都無法逃脫它的吸引。 當(dāng)核燃料用完、熱核反應(yīng)停止后，太陽將演化成白矮星，當(dāng)核燃料用完、熱核反應(yīng)停止后，太陽將演化成白矮星， 最后將慢慢變成一顆看不見的暗矮星。最后將慢慢變成一顆看不見的暗矮星。 了解了太陽一生的演化之后，你對(duì)宇了解了太陽一生的演化之后，你對(duì)宇 宙有了什么新認(rèn)識(shí)。宙有了什么新認(rèn)識(shí)。 思考：思考： 宇宙也像恒星一樣，也有誕生，成長，宇宙也像恒星一樣，也有誕生，成長， 死亡的

16、時(shí)候。死亡的時(shí)候。 1.直徑比太陽大數(shù)十倍、亮度比太陽大得多的直徑比太陽大數(shù)十倍、亮度比太陽大得多的 紅色恒星是（紅色恒星是（ ） A.超新星超新星 B.紅巨星紅巨星 C.白矮星白矮星 D.黑洞黑洞 2.有關(guān)黑洞的描述，正確的是（有關(guān)黑洞的描述，正確的是（ ） A.黑洞是宇宙空間中某些黑色區(qū)域，這里什么黑洞是宇宙空間中某些黑色區(qū)域，這里什么 物質(zhì)也沒有物質(zhì)也沒有 B.黑洞不是恒星黑洞不是恒星 C.黑洞的密度非常大黑洞的密度非常大 D.黑洞不斷地向外面拋射著物質(zhì)黑洞不斷地向外面拋射著物質(zhì) B C 黑洞附近的恒星可能會(huì)受黑洞引力的影響黑洞附近的恒星可能會(huì)受黑洞引力的影響 而有特別的分布。而有特別的分布。 3.3.太陽最終將演化成一個(gè)（太陽最終將演化成一個(gè)（ ） A.A.黑洞黑洞B.B.紅巨星紅巨星 C.C.超新星超新星 D.D.暗矮星暗矮星 4.4.根據(jù)太陽的演化過程填寫：根據(jù)太陽的演化過程填寫： 太太 陽陽 紅巨星紅巨星