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小恒星寿命可达万亿年,大恒星只有几百万年,恒星为啥越大越短命

小恒星寿命可达万亿年,大恒星只有几百万年,恒星为啥越大越短命
2019年05月17日 22:37 新浪网 作者 科普博览

  晴朗的夜空中,我们所能看到的星星大部分都是恒星,除了距离因素之外,通常是质量越大的恒星越亮,越小的恒星越暗(红矮星和橙矮星无法直接目视)。但是也是质量越大越亮的恒星的寿命越短,而越小越暗的恒星寿命越长,这又是为什么呢?

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  根据质量大小的不同,恒星又可以分为很多类型,简单来说,从小到大就是红矮星、橙矮星、黄矮星、蓝矮星、蓝巨星、超巨星和特超巨星等。其中以红矮星的寿命最长,预估可达数千甚至上万亿年,而特超巨星的寿命最短,通常不超300万年。

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  那么为什么会有这么巨大的差别呢?这是因为红矮星的质量较小,所以自身的引力也小,其内部产生的高温高压也比较低,只可以启动核心部分的氢核聚变,而且由于温度较低,物质聚变的速率非常慢,所以红矮星可以聚变数千甚至上万亿年,橙矮星可以聚变150到500亿年,我们的太阳属于一颗黄矮星,还可以聚变100~120亿年。

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  质量越大的星体,其内部的温度越高,星体活动越活跃,所以其内部核聚变区域越大,聚变的速度也越快。假如一颗恒星表面以下10万公里深处可以进行核聚变,那么直径20万公里的恒星将只在最核心处聚变,直径30万公里的恒星,最中心的直径10万公里区域可以进行核聚变,直径300万公里的恒星,内部280万公里的区域都可以进行核聚变,而且由于星体质量越大,内部温度越高,星体活动越剧烈,核聚变进行的速度也越快,质量越大的恒星寿命越短,有些特超巨星的寿命甚至不会超过300万年。

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  质量不同的恒星演变成的星体也不一样,红矮星和橙矮星内部的核聚变进行完之后,它们会渐渐熄灭,最终成为一颗黑矮星;而像太阳这样的黄矮星以及蓝矮星内部的核聚变熄灭之后会成为白矮星,之后再经过长时间的降温才会成为黑矮星;比太阳质量大8倍的恒星,在内部核聚变进行了铁元素的时候,会发生超新星爆发,形成中子星;那比太阳质量大25倍的恒星内部核聚变进行到铁元素的时候也会发生超新星爆发,但是它会成为黑洞。所以不同质量的恒星不但寿命不一样,主序星阶段结束之后所形成的星体也是不一样的。

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