浙教版九年級(jí) 下演化的自然第2節(jié) 太陽(yáng)系的形成和恒星的演化 全國(guó)獲獎(jiǎng)

1目錄一、恒星的定義二、恒星演化的概念三、恒星演化的階段（一）、誕生（二）、中年期（三）、成熟期（四）、衰退期四、恒星演化形態(tài)及演化原因一恒星的定義

恒星由熾熱氣體組成的,能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體.恒星都是氣體星球。晴朗無(wú)月的夜晚，一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恒星。恒星并非不動(dòng)，只是因?yàn)殡x我們實(shí)在太遠(yuǎn)，不借助于特殊工具和方法，很難發(fā)現(xiàn)它們?cè)谔焐系奈恢米兓?，因此古代人把它們認(rèn)為是固定不動(dòng)的星體，叫作恒星。二恒星的演化概念

我們可以把一顆恒星比做一個(gè)正在發(fā)展的生命體，它不斷地在自我發(fā)展與演化中。恒星演化就是一顆恒星誕生，成長(zhǎng)成熟到衰老死亡的過程。恒星演化是十分緩慢的過程。天文學(xué)家根據(jù)對(duì)各種各樣的恒星的觀測(cè)和理論研究，弄清楚了恒星的一生是怎樣從孕育到誕生，再?gòu)某砷L(zhǎng)到成熟，最后到衰老、死亡的整個(gè)過程。讓我們用太陽(yáng)這顆離我們最近的恒星來(lái)演示這個(gè)過程。三、形成中的恒星和主序星1、恒星的前身是星際云或其中的一片星云。2、主序星是處于穩(wěn)定時(shí)期的恒星，內(nèi)部進(jìn)行著氫核聚變?yōu)楹ず说臒岷朔磻?yīng)。3、現(xiàn)在的太陽(yáng)就是一顆主序星，太陽(yáng)上的熱核反應(yīng)可持續(xù)100億年。2024/1/15四恒星演化階段之中年期

恒星在中年期成為主序星在五十憶年前剛形成的太陽(yáng)并不穩(wěn)定，體積縮脹不定。在熱膨脹力和收縮力達(dá)到平衡時(shí)，太陽(yáng)進(jìn)入穩(wěn)定期。此時(shí)太陽(yáng)是一顆黃色的恒星，差不多就像我們現(xiàn)在看到的太陽(yáng)。太陽(yáng)進(jìn)入穩(wěn)定期后相當(dāng)穩(wěn)定的發(fā)出光和熱可以持續(xù)一百億年之久這期間占太陽(yáng)一生中的90%,天文學(xué)家特稱為“主序星”時(shí)期太陽(yáng)成為一顆黃色的主序星至今己有五十億年再過五十億年太陽(yáng)度過一生的黃金歲月后將進(jìn)入晚年

恒星形成之后會(huì)落在赫羅圖的主星序的特定點(diǎn)上。小而冷的紅矮星會(huì)緩慢地燃燒氫，可能在此序列上停留數(shù)千億年，而大而熱的超巨星會(huì)在僅僅幾百萬(wàn)年之后就離開主星序。像太陽(yáng)這樣的中等恒星會(huì)在此序列上停留一百億年。太陽(yáng)也位于主星序上，被認(rèn)為是處于中年期。在恒星燃燒完核心中的氫之后，就會(huì)離開主星序。六恒星演化階段之成熟期

成熟期時(shí)形成紅巨星，超巨星。

在形成幾百萬(wàn)到幾千億年之后，恒星會(huì)消耗完核心中的氫。大質(zhì)量的恒星會(huì)比小質(zhì)量的恒星更快消耗完核心的氫。在消耗完核心中的氫之后，核心部分的核反應(yīng)會(huì)停止，而留下一個(gè)氦核。失去了抵抗重力的核反應(yīng)能量之后，恒星的外殼開始引力坍縮。核心的溫度和壓力像恒星形成過程中一樣升高，但是在一個(gè)更高的層次上。一旦核心的溫度達(dá)到了1億開氏度，核心就開始進(jìn)行氦聚變，重新通過核聚變產(chǎn)生能量來(lái)抵抗引力。恒星質(zhì)量不足以產(chǎn)生氦聚變的會(huì)釋放熱能，逐漸冷卻，成為白矮星。積熱的核心會(huì)造成恒星大幅膨脹，達(dá)到在其主星序階段的數(shù)百倍大小，成為紅巨星或超巨星。紅巨星階段會(huì)持續(xù)數(shù)百萬(wàn)年，但是大部分紅巨星都是變星，不如主序星穩(wěn)定。

超巨星的質(zhì)量，體積和光度都比紅巨星大

七恒星演化階段之衰老期晚年到死亡以三種可能的冷態(tài)之一為終結(jié)：白矮星，中子星，黑洞。白矮星：白矮星（WhiteDwarf）是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。也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1000萬(wàn)噸/立方米左右。因?yàn)樗念伾拾咨Ⅲw積比較矮小，因此被命名為白矮星。白矮星屬于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，拋射出大量的物質(zhì)，經(jīng)過大量的質(zhì)量損失后，如果剩下的核的質(zhì)量小于1.44個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，這顆恒星便可能演化成為白矮星。

你能將太陽(yáng)的一生按時(shí)間順序排列嗎？紅巨星行星狀星云白矮星太陽(yáng)太陽(yáng)紅巨星行星狀星云白矮星八質(zhì)量較大恒星的一生星際云或其中的星云→主序星→紅巨星→中子星（脈沖星、冷卻發(fā)光發(fā)熱）→黑矮星（不發(fā)光、發(fā)熱）→新星或超新星（演變時(shí)的爆炸）2024/1/110九大質(zhì)量恒星的一生星際云或其中的星云→主序星→紅巨星→黑洞（密度極高、引力極大）→新星或超新星（正在爆炸）2024/1/111中子星：中子星是恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一。簡(jiǎn)而言之，即質(zhì)量沒有達(dá)到可以形成黑洞的恒星（小于3.2倍太陽(yáng)質(zhì)量）在壽命終結(jié)時(shí)塌縮形成的一種介于白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質(zhì)密度大相當(dāng)多倍。中子星的密度為每立方厘米8×10的13次方克至2×10的15次方克之間黑洞：黑洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而“死亡”后，發(fā)生引力坍縮產(chǎn)生的。黑洞的質(zhì)量極其巨大，而體積卻十分微小，它產(chǎn)生的引力場(chǎng)極為強(qiáng)勁，以至于任何物質(zhì)和輻射在進(jìn)入到黑洞的一個(gè)事件視界（臨界點(diǎn)）內(nèi)，便再無(wú)力逃脫，甚至目前已知的傳播速度最快的光（電磁波）也逃逸不出。黑洞大質(zhì)量恒星的演化大質(zhì)量恒星超紅巨星A超新星B中子星黑洞C1C2AC1C2B2024/1/114星云恒星紅巨星超新星黑洞中子星大質(zhì)量恒星的一生十恒星演化的原因

各種年齡的恒星內(nèi)部發(fā)生著各種熱核反應(yīng)；恒星演化過程中會(huì)發(fā)生一系列熱核反應(yīng)，輕元素逐漸向重元素轉(zhuǎn)化，逐漸改變恒星的成分，改變恒星的內(nèi)部狀態(tài)。并且，發(fā)生這些熱核反應(yīng)所需要的溫度也越來(lái)越高。

恒星內(nèi)部熱核反應(yīng)所產(chǎn)生的能量以對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射三種方式傳輸出來(lái)。由于大多數(shù)恒星的物質(zhì)是氣態(tài)的，熱傳導(dǎo)作用不大，只有內(nèi)部極其致密的特殊恒星（例如白矮星），內(nèi)部熱傳導(dǎo)才比較顯著。大多數(shù)恒星內(nèi)部主要依靠輻射來(lái)傳輸核反應(yīng)產(chǎn)生的能量，傳輸?shù)乃俣认喈?dāng)慢，例如太陽(yáng)把它深達(dá)70萬(wàn)千米的中心處的能量傳輸?shù)奖砻?，需?000萬(wàn)年。對(duì)流傳輸能量的速度比輻射快得多，但是不同質(zhì)量的恒星，對(duì)流層的位置和厚度很不一樣。主星序左上部的恒星，質(zhì)量大，中心區(qū)是小的對(duì)流核，外面是輻射包層。主星序中下部的恒星，質(zhì)量較小，內(nèi)部輻射層很厚，僅表面有較薄的對(duì)流層。主星序右下部的恒星，質(zhì)量很小，整個(gè)恒星是對(duì)流的。恒星