新星是怎么有恒星产生的

如题所述

新星是原来暗弱或观测不到的恒星,在短时间内突然增加亮度,几天或几个月后亮度又下降到原来水平的一类恒星。

恒星是依靠核聚变反应释放出的能量所产生的向外的辐射压,与恒星质量产生的向内收缩的引力相平衡,来保持恒星的稳定的。

恒星中发生的核聚变反应是从氢的聚变开始的。先是由氢聚变为氦,然后依次是碳、氧、氖、钠、镁。。。。一直到铁。能否发生核聚变及其可能性,由两个因素决定,一是原子核的大小。原子核越小,核与核之间的电斥力越小,原子核之间就越容易靠近,也就越容易发生聚变。原子核越大,核与核之间的电斥力越大,就需要更大的热运动速度,才能保证核与核之间相互接近,使强核作用力起作用,把它们拉到一起,成为一个更大的原子核。二是原子核的内能。必须保证新产生的原子核的内能小于聚变前各原子核内能的总和,即聚变后有能量的释放。

原子核内能大致是下面这张图。

 

由上图可知,氢聚变为氦时,释放出的能量是最大的,同时由于氢原子核是最小的(只有一个质子),聚变反应也最容易发生(所需温度最低),随着原子核体积的增大,核内质子数的增加,核与核之间的电斥力增大,反应难度也在加大,反应释放出的能量却在减少。在所有已知元素中,铁的原子核内能是最小的。铁以后的重金属元素,如铀、钚,就不是聚变放能,而是裂变放能了。原子核越大,越不稳定。当快中子进入铀、钚的原子核时,原子核的稳定性受到破坏,就会一分为二,裂变为两个较小的原子核,同时放出能量。

而对于铁,不论是让铁聚变,还是裂变,不但不能释放能量,还需要给它注入能量,这就是在恒星中,一旦产生出铁,核反应就不能再继续进行下去的原因。铁就会在恒星的中心积累起来,越来越多,形成由铁组成的核心。当恒星内部的核聚变反应到铁而终止,不再发生新的核聚变反应时,没有了能量的释放,没有了向外的辐射压,引力就会占上峰,恒星就会急剧向内收缩。根据计算,外层物质在向内收缩并接近中心的铁核时,速度甚至能接近光速。但铁核是非常坚硬的,仿佛是一堵墙。物质一旦撞上这堵墙,就会以几乎同样的速度反弹出去,在带给铁核强大动能的同时,以内爆的形式冲出恒星以外,形成超新星爆发。这个过程叫“铁芯灾变”。在恒星以超新星爆发的形式向外抛出物质和能量的同时,在外层物质向内碰撞带给的动能输入下,铁核终于达到了继续合成更重元素原子核的能量需求,钴、镍、铜、铅、金、银、铀、钍等更大、更重的元素形成了。其中一部分就会随着向外抛出的物质一同冲出恒星以外,并散布在宇宙空间,最终成为形成其它星球的原料。地球上比铁重的金属元素就是这样来的,并被我们所利用。

物质在冲出恒星,向宇宙空间飞散时,带有极高的温度和极大的能量,从远处看,这颗恒星的亮度就会在极短的时间内迅速增加。等到物质在飞散过程中温度下降、密度也下降后,亮度大减,恒星又会重新变得看不见了。

这是超新星。其结局是形成一个行星状星云。如下图。

宇宙中还有一类是新星。它的形成机理与超新星不同。

在由两颗恒星组成的双星系统中,有一类称为密近双星(就是靠的比较近的双星系统)。

双星之间的引力系统是很复杂的。1850年,法国数学家埃多瓦·洛希首先计算了密近双星的引力场特征,按照它们的等势面(是以恒星为中心的球面),绘制出了密近双星的引力场结构。如下图。

 

 

图中,上半部分是密近双星的爱因斯坦时空,下半部分是密近双星的等势面。中间的“8”字是两恒星等势面称为洛希瓣,两洛希瓣相接时,恒星达到它们的最大允许体积,这个体积叫洛希极限。

双星系统(以下所称的双星系统均为密近双星)的演化与单个恒星有很大区别。双星系统中,两颗恒星一定是同时产生的,但质量不同。我们知道,恒星演化中,质量大的演化得快,质量小的演化得慢。质量大的引力强,小的引力弱,上图中,“8”字的大圈是大质量恒星的洛希极限,小圈是小质量恒星的洛希极限。当大质量恒星演化到主序星阶段的末期时,成为红巨星,体积增大,将充满它的洛希瓣。在单个恒星中,这没有任何问题,该如何演化就如何演化。但在双星系统中,就出问题了。一旦恒星体积达到洛希极限,超出的部分就会受到其伴星的引力影响而进入伴星的洛希瓣。发生质量转移(更广义地说﹐叫质量交换)。如下图。

 

 

右方的恒星已经膨胀并达到洛希极限,物质从其表面流出,并被其伴星吸收。在这个过程中,主星(质量较大的星)质量减小,而伴星质量增加。在德国的鲁道夫·基彭哈特等人进行的计算机模型演示中(其中一个模型是1个太阳质量和2个太阳质量组成的双星系统),在质量交换结束时,大质量星只剩下了0.26个太阳质量,几乎完全失去了其含氢外壳。而小质量星得到了1.74个太阳质量,成为系统中的大质量星(或主星)。当模型中的恒星质量加大时,过程相似,但原来的主星却因为演化中质量的原因,在与伴星交换质量后,会留下一颗白矮星或中子星(当白矮星质量大于1.4倍太阳质量时,其引力将迫使电子进入原子核,并与质子合并成为中子,使星体继续依靠中子气膨胀压与引力相平衡。这个1.4倍太阳质量的白矮星稳定极限是由印度物理学家苏布拉马扬·钱德拉塞卡首先计算得到的,称为钱德拉塞卡极限)。

在这个过程中,由于白矮星或中子星表面极高的温度(可达上亿度),在白矮星或中子星表面会发生极高速率的、同时发生的多种核聚变反应,突然产生并向外发出比普通恒星稳定核聚变高得多的能量,使其亮度突然升高,形成新星。

由于伴星的物质会持续不断地流向白矮星或中子星,新星现象有可能周期性地出现。

由于新星的爆发强度远不如超新星,新星的亮度和维持亮度的时间也远不如超新星。

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第1个回答  2013-08-22
恒星的诞生地是星云,星云主要成分是氢气,因为万有引力这些氢聚集起来,越聚越大,内部的压力和温度也不断上升,达到一定程度就触发了核聚变,开始发光发热,恒星就诞生了。有一个著名的星云叫“创造之柱”,孕育着大量恒星,可以清楚地观测到,从百度上可以看到许多“创造之柱”的哈勃图片,很壮观。行星也是从星云里诞生的,形成时的冲撞导致了现在的自转。追问

新星怎么诞生?

新星怎么诞生?

追答

宇宙无所谓诞生,无所谓毁灭。 由
宇宙诞生于一个密度极大的无穷小点,也就是
,这个点内部热量、明亮度和密度
,不存在空间