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文檔簡介
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)的特點如果與太陽系形成有這些行星公轉(zhuǎn)的特點如果與太陽系形成有關,就可以作為推論太陽系形成的依據(jù)關,就可以作為推論太陽系形成的依據(jù)八大行星繞太陽公轉(zhuǎn)的平面大多接近同一平八大行星繞太陽公轉(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” 太陽系是由一
2、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):八大行星繞日運行的特征八大行星繞日運行的特征星云: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扁平的、自轉(zhuǎn)的原始的太陽星云是一個扁平的、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幾個同心同心圓的圓環(huán)圓的圓環(huán)太陽系的形成太陽系的形成四四:中心
3、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 關于太陽系的形成還有哪關于太陽系的形成還有哪些學說?些學說? 2、災變說、災變說地球等行星的物質(zhì)是因為某種偶然的巨地球等行星的物質(zhì)是因為某種偶然的巨變(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
4、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,是因為在這恒星迅速膨脹的是因為在這恒星迅速膨脹的同時,它的外表面離中心越同時,它的外表面離中心越來越遠,所以溫度將隨之而來越遠,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
5、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會以每秒以每秒數(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,天文學學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會暗淡下去。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。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
6、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 應應已停止已停止 。 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10101414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30km30km。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,超新星爆炸后會后會形形成成“黑洞黑洞”。黑洞
7、。黑洞會會把附近所有的物把附近所有的物質(zhì)質(zhì)都吸都吸進進去,就去,就連連光線光線也也會會被吞被吞沒沒,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時的情形,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
8、暗。超新星:超新星:亮光相亮光相當于當于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)逐步證實和完善了恒星通過天文觀測和發(fā)現(xiàn)逐步證實和完善了恒星的演化理論。的演化理論。恒星的一生恒星
9、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個質(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呢?主要與哪些因素有關呢?1515倍太陽質(zhì)量倍太陽質(zhì)量 1 1千萬
10、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,一團十分巨大又十分稀億年以前,一團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、高密的氣體大團了下來,直到形成一批高熱、高密的氣體大團塊,這些就是塊,這些就是“原恒星原恒星”,其中一個就是我們,其中一個就是我們的太陽。的太陽。太陽進一步收縮,內(nèi)部溫度更
11、高,引發(fā)了太陽進一步收縮,內(nèi)部溫度更高,引發(fā)了“熱核反應熱核反應”,于是停止收縮,進入,于是停止收縮,進入“成年成年”時期。就是我們現(xiàn)在看到的太陽了。時期。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,就會猛地又收縮一下。這一來,溫度用光后,就會猛地又收縮一下。這一來,溫度再次猛增,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,太陽會猛烈地膨脹,成起來了。此時,太陽會猛烈地膨脹,成為一顆為一顆“紅巨星紅巨星”。太陽會脹得很大,太陽能把水星和金星都太陽會脹得很大,太陽能把水星和金星都“吞掉吞
12、掉”。地球軌道恰好在這個脹大了的太陽。地球軌道恰好在這個脹大了的太陽表面的位置。這時的地球即使不被熾熱的太陽表面的位置。這時的地球即使不被熾熱的太陽“吞掉吞掉”,也會被烤得熔為一團熔巖。但與此,也會被烤得熔為一團熔巖。但與此同時,也會有其他小行星變得適合人類居住,同時,也會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處。也許那就是人類未來的避難處?!凹t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
13、,才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達之一,才穩(wěn)定下來。盡管表面溫度可以高達1 1萬萬度,但表面積變小了,發(fā)出的熱量會大大減少,度,但表面積變小了,發(fā)出的熱量會大大減少,這時,太陽就進入了這時,太陽就進入了“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,所以這個所以這個“老年期老年期”并不能永遠維持下去,而是并不能永遠維持下去,而是逐漸冷卻,最后成為一個黑暗無比的逐漸冷卻,最后成為一個黑暗無比的“暗矮星暗矮星”。星星云云.太陽
14、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、核反應停止后,質(zhì)量較大的恒星,在核燃料用完、核反應停止后,演化為中子星,最后也會變成暗矮星。質(zhì)量更大的恒星,演化為中子星,最后也會變成暗矮星。質(zhì)量更大的恒星,在核燃料用完、核反應停止后,將演化為黑洞。黑洞的密在核燃料用完、核反應停止后,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。當核燃料用完、熱核反應停止后,太陽將演化成白矮星,當核燃料用完、熱核反應停止后,太陽將演化成白矮星,最后將慢慢變成一
15、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,你對宇了解了太陽一生的演化之后,你對宇宙有了什么新認識。宙有了什么新認識。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,死亡的時候。死亡的時候。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.有關黑洞的描述,正確的是(有關黑洞的描述,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)BC黑洞附近的恒星可能會受黑洞引力的影響黑洞附近的恒星可能會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(太陽最終將演化成一個( )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
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