揭祕宇宙最神祕恆星:太陽為什麼會爆炸?
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有時候,我們會困惑,人類是怎麼來的?宇宙到底有多大?如果萬物出生、生長、消亡是一個必然的過程,那麼宇宙是如何形成的?宇宙之外還存在什麼東西?也許我們目前的知識還不足以充分的解釋種種宇宙現象,但我們可以猜想,根據已有的知識去推測未知。宇宙學家曾經達成一個共識,認為宇宙的年齡大約有150億年,但是1994年的觀察使這個數字降低了50億年。這讓人不可思議,宇宙居然源於比原子還小的微粒,誕生於一次大爆炸。
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爆炸產生的熾熱能源冷卻成為物質。萬有引力把次原子粒子吸引成為物質團,形成氦和氫等簡單原子,氫氣團隨着引力的增強變得更熱更大,於是誕生了星星。幾百萬顆星星聚成星團,幾十億顆星星聚成星系,銀河系擁有200萬顆星星,其中一顆就是我們須臾不能離開的太陽。
球狀的氣體由於引力的增加而密度變大,形成了恆星,其温度急劇升高引發了核反應,於是恆星就能夠發光了。核反應連續不斷,恆星中的氫氣就變成了氦氣,而引力的反作用力可以使它不發生爆炸。氫氣逐漸耗盡,恆星開始變大,色彩也變成了紅色。氫氣完全耗盡,星體自身又把氦氣轉換成碳,繼而再轉換成其他更重的元素。
當其中一些比較大的恆星轉化成鐵元素的時候,引力就足可以使其核心發生爆炸,紅色巨星爆炸成超新星,含有大量重元素的碎片飛散到星系的每一個角落,這些元素將來在形成新的恆星時起到重要作用。這種爆炸使得我們的太陽和其他行星快速形成,使氣體和塵埃星雲崩潰。
讓我們為我們生活的這個地球、這個太陽系、這個銀河系、這個宇宙做一個歷史回溯和前景展望吧:50億年前的一次星雲爆炸產生了太陽,太陽太小無法形成新物質,因此我們體內的鐵元素來自超新星的碎片,現在太陽已接近壯年,但它的氫氣要過50億年以後才能耗盡,那時太陽的晚年就到了,它會逐漸衰退。
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在氫氣耗盡的過程中,太陽會越來越大,越來越紅,水星和金星被吞噬,地球上的水被煮沸,遙遠的泰坦星上的冰被融化,而冥王星上可能會產生生命。一旦太陽的燃料耗盡,它就會黯淡下來,逐漸收縮,喪失了光和熱的太陽再沒有了往日的“奪目光彩”,變成了比地球還小的白矮星,在它的外圍覆蓋着一層太陽碎片,一羣新星的生命起源。新一輪的星球循環又開始了。
我們知道,絢麗多彩的星空中,有無數的恆星,我們太陽系所在的銀河系就有約一千多億顆恆星,它們的形態多種多樣千差萬別,最大的恆星直徑可以將土星軌道也容納在內,小恆星的直徑可以比地球還小。恆星光度的差別更大,亮的可以比太陽亮千萬倍,而暗的星則暗得使我們很難發現。
但是,恆星的質量差別卻是比較小的,最重的恆星也只是太陽的十多倍,最輕的恆星是太陽重量的十分之一,而且許多觀測事實表明,恆星的質量大小決定了恆星的一生。所有的恆星都是在氣體或塵埃雲中形成的。原始恆星是一團巨大的氣體和塵埃,在萬有引力的作用下,由於聚合作用原始恆星逐漸收縮,中心的温度也越來越高,當達到700萬度時,四個氫原子合成為一個氦原子的熱核反應開始,恆星將變得越來越熱,最後變成炙熱發光的恆星。熱核反應一般只在恆星的中心進行,恆星內部的熱量通過輻射和對流傳導到恆星外部。
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離我們最近的恆星——太陽,它中心的温度約為1500萬攝氏度,這個數據是理論推算的結果,因為我們畢竟不能直接觀測到。質量太小的恆星由於聚合作用較弱,中心不能形成較高的温度,因此只能形成小的矮星,發展進程非常緩慢,壽命也很長。質量低於太陽質量百分之八的原始恆星,不能演化成恆星。以木星為例,儘管木星含有極其豐富的氫,但木星的質量只有太陽的千分之一,所以木星不可能演化為恆星。
太陽為什麼會爆炸?看完以上介紹大家都知道了吧,萬物有始有終,無論是地球上的人類還是宇宙中的太陽,都是有生命期限的,期限一到就會逐漸消亡從而上演新一輪循環。
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