恒星的形成图.doc

恒星的形成（图） 健行 2007年01月24日 08:38　　 我要说两句 从大爆炸宇宙论的观点出发，在爆发刚刚开始不久的宇宙的极早期，宇宙的温度和密度都极高，但什么天体也没有，甚至没有任何化学元素存在。宇宙间只有一些基本粒子形态的物质，如中子、质子、电子和光子等。宇宙的温度不断下降，到了只有几千度的时候才有气体并逐渐凝聚成气云。在这之后才有恒星以及星系。 　从大爆炸宇宙论的观点出发，在爆发刚刚开始不久的宇宙的极早期，宇宙的温度和密度都极高，但什么天体也没有，甚至没有任何化学元素存在。宇宙间只有一些基本粒子形态的物质，如中子、质子、电子和光子等。宇宙的温度不断下降，到了只有几千度的时候才有气体并逐渐凝聚成气云。在这之后才有恒星以及星系。 　　　　极其稀薄的星际气体怎么会形成光辉夺目的恒星呢？这首先归功于引力。在自然界中，引力是普遍存在的，在天体的大尺度上，引力超过其它的相互作用力，成为天体和整个宇宙动力学的支配者。 　　　　目前流行的弥漫学说认为，恒星是由极其稀薄的物质凝聚成星云并进一步收缩形成恒星。宇宙空间存在着大量的星际物质。由于星际物质密度的不均匀或起伏，形成了一些密度较大的区域。星际物质受到引力的作用，便聚集到这些区域，形成了星云。从星云凝聚为恒星要经过漫长的过程。在地球上，高处的物体因地球的引力而具有势能，物体离地面越高，物体所具有的势能就越大。因此它下落到地面时所获得的动能也越大。这动能是由势能转换的。很大的星云不断收缩，其势能要减少，这减少的势能有一半转换为恒星内部的热能，另一半转换为向外辐射的辐射能。星云温度在不断提高，并向外辐射能量。这时就形成了原始的恒星。 　　在星云演化过程中，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，譬如小于太阳质量二十分之一的星云，引力收缩阶段特别长，它们也就不可能收缩成为通常发出巨大光和热的恒星。? 　在恒星年轻阶段，引力起主要作用，继续收缩，当星体内的温度达到80万度以上的时候，内部开始一些不连贯的热核反应。内部温度达到1000万度左右时，氢核聚变为氦核的反应就持续不断的发生了。这时，就可以说它已经“长大成人”了。恒星到这时，由于核反应产生巨大的辐射能使恒星内部的压力增高到足以和引力相抗衡，恒星不再收缩。恒星内部能量的产生和向外辐射的损耗也达到平衡。这时恒星进入一个相对稳定的时期，成为恒星演化史中的主序星阶段。 　我们观测到的恒星都是在很早以前诞生的。现在有没有正在形成之中的恒星？我们能不能找到孕育恒星的地方？这是一个十分诱人的研究课题。 　恒星的寿命由它的质量决定。恒星内部含有大量的氢，氢核聚变反应可保持相当长的时间，所以恒星在主序星阶段停留时常很长。比如太阳大约停留100亿年，现在已经50亿年了，还要继续在主序星阶段度过50亿年。大质量恒星的氢多，似乎氢聚变反应可以维持更长的时间。但是，事实却恰恰相反，这些“富家子弟”“挥霍浪费”，氢消耗得特别快，所以它们的寿命反而很短。如果我们观测到大质量恒星，它一定是年轻的。大质量恒星的光度强，发蓝色的光，它们的年龄只有几百万年，最短的甚至不到100万年，相对于太阳的50亿年可以说就是“婴儿”。“婴儿”聚集的地方当然是孕育恒星的场所。恒星形成的必要条件当然是要有丰富的气体云和大量的尘埃。这两点成为寻找恒星诞生地的重要线索。　　 天文学家曾发现多处孕育恒星的地方。巨蛇座中的气体星云M16就是典型的一个。由于它的形状酷似一只展翅翱翔的雄鹰，人们也叫它鹰状星云。在鹰状星云的中心，有几个黑暗的形似大象鼻子的条状结构。这个奇怪的“大象鼻子”早就引起了天文学家的注意，猜想那里可能是恒星的一个巨大的孵化场。1995年4月1日哈勃空间望远镜首次拍下了M16那与众不同的中心部分的清晰照片。用地面上的望远镜看不清的细节，而空间望远镜所拍摄的照片让我们清楚地看出了那几个暗条是由稠密的分子云和尘埃组成的三个高耸的柱状物。在其顶端，流动的气体像倾盆大雨似的浇注下来。在M16附近有一个疏散星团，由高热的蓝色恒星组成，也就是由大量年轻的恒星组成。在稠密的分子云和尘埃组成的“大象鼻子”附近有大量年轻恒星存在绝非偶然。很可能“大象鼻子”就是恒星诞生的一个巨大的孵化场，M16星团中的成员就是“雄鹰”的第一代后裔。“大象鼻子”上还有一些比较黑暗的手指形状的结构。天文学家称它们为气体球状体，并且相信它们就是正在形成过程之中的恒星。 图１　鹰状星云? 　　猎户座星云也是这样的地方，它是一个发光星云，气体星云的密度很浓，每立方厘米有1万个氢原子。在星云中有许多年龄不超过100万年的蓝色高光度恒星，是它们的辐射激发星云发光的。可以推测，在星云中的浓缩区目前仍在产生着恒星。???