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恒星的一生

发布时间:2013-11-10 10:50:23  

课前练习

1.“地心说”的集大成者是希腊科学 托勒密 家 _______。“地心说”的核心是地 中心 球是宇宙的______,太阳和其他天体 绕着地球转动的 都是 _________________。 2.16世纪,波兰天文学家______建立 哥白尼 “日心说” 了_________宇宙体系学说。“日心 说”的核心是:太阳是宇宙的______, 中心 太阳 地球和行星是绕______转动的。

课前练习

3.太阳系中行星运动的共同特点: (1)八大行星绕日公转的方向和自转 一致的 方向是_______。 (2)八大行星绕日公转的轨道平面大 同一平面 多接近_________。 (3)八大行星绕日公转的轨道接近 圆 ____。

课前练习
康德 4.18世纪,德国哲学家_____和法国数 拉普拉斯 学 家 _________ 提 出 康德——拉普拉斯“星云说” ______________________________ 。 一块星云收缩 该学说认为:太阳系是由_________ 太阳 形成的,先形成的是______,然后剩余 的星云物质进一步收缩演化形成 地球 ______等行星。理论依据是_______。

课前练习
5.除了康德——拉普拉斯“星云说” 灾变说 之外,还有_______等学说描述太阳 系的形成。

第3节

恒星的一生

“康德—拉普拉斯星云说”
太阳系是由一块星云收缩形成的, 先形成的是太阳,然后,剩余的星云物

质进一步收缩演化,形成地球等行星。

提出问题: 太阳等各种恒星诞生后,还会发生变 化吗?恒星真的永恒不灭吗?在上个世 纪初,科学家就预言太阳和太阳系最终 将走向“死亡”。

后来经过科学研究,通过天文观测和发现逐 步证实并完善了恒星的演化理论。证明了太阳等 各种恒星诞生后,还会发生变化,恒星并不是真 的永恒不灭。

太阳
这是一个恒星

这些都是恒星,你认识吗?
红巨星 超新星

行星状星云

白矮星

中子星

黑洞

白矮星:M4星图中的白矮星 (White Dwarf Stars in Globular Cluster M4)

红巨星:哈勃望远镜所拍摄的参宿四(Betelgeuse)

蟹状星云(Crab Nebula)中的中子星

1998 哈勃望远镜发現圆盘环绕这巨大黑洞 (质量达三亿个太阳)的黑洞,而围绕它的是椭 圆星系NGC7052。

这些都是恒星,你认识吗?
红巨星 超新星

行星状星云

白矮星

中子星

黑洞

讨论:这些恒星和太阳有什么不同?
红巨星:表面温度比太阳低,但体积比太阳大,

亮度比太阳高。
行星状物质:质量体积比太阳大,但亮度较暗。 超新星:亮光相当于十亿颗太阳 白矮星、中子星、黑洞:体积小、亮度低,但质 量大、密度极高。

二、恒星的一生的变化:
太 阳 的 命 运

太阳的一生大致是100亿年。

大约在50亿年以前,一团十分巨大又十分稀 薄的气体云,在自己的重力作用下收缩着。它开 头收缩得

很快,后来由于内部发热,收缩慢了下 来,直到形成一批高热、密头的气体大团块,这 些就是“原恒星”,其中一个就是我们的太阳。
太阳进一步收缩,内部温度更高,引发了 “热核反应”,于是停止收缩,进入“成年”时 期。就是我们现在看到的太阳了。

大约再过50亿年,太阳核心部分的“燃料” 用光后,就会猛地又收缩一下。这一来,温度 再次猛增,使外层原来没有烧过的“燃料”也 “烧”起来了。此时,太阳会猛烈地膨胀,成 为一颗“红巨星”。

太阳会胀得很大,太阳能把水星和金星都 “吞掉”。地球轨道恰好在这个胀大了的太阳 表面的位置。这时的地球即使不被炽热的太阳 “吞掉”,也会被烤得熔为一团熔岩。但与此 同时,也会有其他小行星变得适合人类居住, 也许那就是人类未来的避难处。

“红巨星”阶段大约有10亿年。然后,一切 可“烧”的“燃料”都用完了,红巨星开始再次 收缩,越变越小,大约只有现在的体积的十万分 之一,才稳定下来。尽管表面温度可以高达1万 度,但表面积变小了,发出的热量会大大减少, 这时,太阳就进入了“老年期”,成为“白矮星” 一样的天体,表面温度高、体积小、密度很大 (每1cm3物质有10吨重)。由于没有内部能源, 所以这个“老年期”并不能永远维持下去,而是 逐渐冷却,最后成为一个黑暗无比的“暗矮星”。

太阳

红巨星

暗矮星

白矮星

思考:

了解了太阳一生的演化之后,你对宇
宙有了什么新认识。 宇宙也像恒星一样,也有诞生,成长,

死亡的时候。

大质量恒星的一生
红巨星 超新星

恒星 星 云

黑洞

中子星

?

宇宙中还有质量比太阳大得多的恒星。 经天文学家研究证实:相当于太阳质量 的1.44~2倍的恒星,进入晚年期后, 体积会急剧变大,有的体积可能达到太 阳的1000倍,形成超红巨星。然后爆发 成为超新星 。

超新星在球核爆炸后可能会形成一种体积 很小、密度极大的星核,称为中子星。 经过科学家们的研究,终于在1968年证实 了它的存在。 大恒星→超红巨星→超新星→中子星

?

研究表明:质量更大的恒星爆炸后最终形 成的并不是中子星,而是黑洞。 黑洞直径仅几千米,但密度大得难以想象, 密度非常大。因为黑洞的密度大,具有很大的 引力。黑洞强大的引力使任何物质、甚至光线 都无法逃脱它的吸引。

因此,远处的观测者无法看到来自黑洞的光。 虽然人们看不见黑洞,但天文学家能测出黑 洞的存在。

大恒星→超红巨星→超新星→黑洞

中子星
大恒星→超红巨星→超新星→ 黑洞
(质量最 大 的 恒 星)

(太阳 质量的 1

.44 ~2 倍 的恒星)

讨论:根据图1—15,说一说大恒星衰 老和消亡的过程和太阳有什么不同? (书P11/讨论) 太阳的一生,可以概括成: 太阳→红巨星→白矮星→黑矮星。 而大恒星的演化过程可以概括为: 大恒星→超红巨星→超新星→中子 星或黑洞。

恒星的一生 通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星 的演化理论。 星际气体 收缩形成 原恒星 白矮星

主序星
暗矮星 中子星

太阳 主序星 大恒星

红巨星

超红巨星

超新星

黑洞

恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成

长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同,色
彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命

的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构
成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生

命结束时发生的爆发过程中创造出来的。

一颗大质量恒星的生命循环
一颗大质量恒 星的生命循环
红巨星 超新星

黑洞 气体云 循环 中子星

课内练习:
1.比太阳更大的恒星最终将演化成 ( D ) A.红巨星 B.白矮星 C.超新星 D.中子星或黑洞 2.进人成年的太阳大约可以稳定100亿年, 50亿年 再过_______,太阳将进入晚年期,太阳将 逐渐演化成_______。它将再活跃10亿年, 红巨星 然后成为一颗_______,并在缓慢中死去, 白矮星 黑矮星 最后作为一颗________而永存。

课内练习:
3.宇宙中还有质量比太阳大得多的恒星。维夫文学 1.44倍到2倍 家研究证实:相当于太阳质量_____________的恒 星,进入晚年期后,体积会急剧变大,形成 超红巨星 超新星 ________,然后爆发成为_________。 4.在宇宙中,密度最大的是 ( D) A.铂 B.白矮星 C.黑矮星 D.中子星 5.在下列天体系统中,不含地球的是 (D ) A.地月系 B.银河系 C.太阳系 D.河外星系





红巨星

红巨星,称它为“红”巨星, 是因为在这恒星迅速膨胀的同 时,它的外表面离中心越来越远, 所以温度将随之而降低,发出的光也 就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些, 可红巨星的体积是如此之大,它的光 度也变得很大,极为明亮。肉眼看到的最

亮的星中,许多都是红巨星。红巨星的体
积很大,它的半径一般比太阳大100倍。

行星状星云
质量大于太阳质量1.4倍,

外围的气体及冰粒便会以每秒
行星状星云 数十公里的速度向外膨胀,外

貌像土星的光环一样,天文学
家叫行星状星云,而剩下的核

心的光度会暗淡下去。

超 新 星
超新星是恒星在死亡前的一次大爆发, 所释放的能量,发出的亮光相当于十亿颗太 阳。爆炸将星球物质以接近光速的速度,向 四面八方发射。每一颗恒星一生之中最多只 可能发生一次。


矮星

白矮星是一种很特殊的天体, 它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。 它的密度在1000万吨/立方米左右。白 矮星

是一颗已死亡的恒星,中心的热核反 应已
停止 。

中子星
质量约是太阳4-10倍的恒星在超新星 爆炸的过程,遗留下来的核心变成一颗体积 很小,质量却很大的中子星,由中子构成, 密度为水的1014倍,仅1cm3的质量就有全球 人类那么重,直径仅为30km。

黑洞
质量比太阳大10倍以上的恒星,超新星爆炸后会形 成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去,就连 光线也会被吞没,所以我们是看不见 黑洞的。但是如 果黑洞附近有另外一颗恒星,我们可以从这颗邻近恒星

的物质被吸入黑洞时的情形,证明黑洞的存在。


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