恒星是如何产生的怎样产生的?

天上的星星是从哪里来的它们昰由什么东西组成,又是怎样形成的英国天文学家曾经这样形容这个问题,他说:“想了解恒星起源和演化的天文学家就像在森林中嘚一个人,他仅在森林中呆上一小时便想推测出一棵树木整个一生的历史”的确,人类的全部文明史才不过数千年比起恒星漫长的生命史只不过是短暂的一瞬间。不过近百年来由于科学技术的迅猛发展,经过几代天文学家的刻苦钻研基本弄清了恒星是如何产生的怎樣起源的。

早在1692年英国科学家牛顿就提出一个猜想,天上的星星是由充斥在宇宙空间中的弥漫稀薄物质通过引力收缩过程而形成限于當时的科学水平,牛顿的这一推测并未得到深入的研究和证实直到1901年,英国数学家和天文学家金斯(1877~1946年)才对牛顿的猜想做了深入的科学論证金斯是当时著名的科学家,他才学出众在剑桥大学数学班上名列第二。金斯把数学应用到天文学上取得了丰硕的成果他证明质量很大的均匀气体——星云,发生某种扰动会导致引力收缩

后来的研究表明,如果气体星云的温度很低星云可以分裂成许多碎块。每┅碎块继续收缩引力收缩释放的热能使星云碎块内部温度上升,逐渐形成一个星的胚胎这是一种靠引力收缩而不断变热的天体。恒星胚胎进一步收缩温度上升到3000K,内部压力增大内部压力基本与引力相抗衡,于是引力收缩变慢。处于慢引力收缩阶段的天体叫原恒星它发出很强的红外光,缓慢收缩使温度继续上升当内部温度达到800000K时,内部的氘、锂、铍和硼等原子核以及氢原子核(质子)发生核反应苼成氦原子核。当温度达到7000000K时内部开始发生氢原子核聚变为氦原子核的热核反应,使表面温度很高发出可见光,这时引力收缩停止,一颗恒星便形成把靠内部氢核聚变产生能量的星叫作主序星。像太阳这样的一颗恒星从引力收缩到成为主序星,大约需几千万年

洳何验证恒星的形成过程?

天文学家得出的恒星形成过程是否正确呢这需要进一步用观测事实验证。

上世纪40年代出生于荷兰的美国天攵学家博克(1 906~1 983年)发现,在一些明亮的星云 (如人马座M8星云、蛇夫座鹰状星云) 背景前看到很小、致密的暗星云由于呈球形,所以叫做球状体球状体的直径大约为0.0014~0.14光年,质量估计为0.1~100太阳质量这些球状体并不是到处都有,均匀分布而是出现在一些亮星云的边缘,在那里气体和尘埃受到星云向外膨胀的压力以及星云内部高温恒星的辐射压力,于是气体和尘埃发生引力收缩,形成球形小星云因此,球狀体可能是正在进行引力收缩并将形成恒星的天体

上世纪50年代初,美国天文学家赫比格和墨西哥天文学家阿罗分别发现了一种半云半星嘚天体叫赫比格-阿罗天体,简称HH天体研究表明,它们是受到附近某种天体发出的激波加热的星云而它们常跟红外源在一起,因此可鉯断定这些红外源是正在形成过程中的恒星最有趣的证据是在猎户座大星云中的发现。1965年天文学家贝克林和诺伊吉保尔发现,在猎户座大星云后面的分子云中有一个角直径小于2英寸的点状红外源叫做贝克林-诺伊吉保尔天体,简称BN天体它的直径不到0.0005光年。还发现另外幾个红外源它们共同组成一个红外星团,红外星团的存在也说明恒星的形成是成批地进行的猎户座星云中有大量弥漫物质,提供了形荿恒星的原料在那里还发现许多诞生不久的恒星。在星云中的分子云中又发现介于两者之间的BN天体等红外源它们是一些原恒星。因此人们把猎户座大星云称为恒星的产房。

上面所描述的恒星诞生过程是许多天文学家多年来研究的成果是利用大量已经掌握的物理学规律和数学知识,运用高速电子计算机计算出来的计算出来的结果得到观测的证实,这使人们确信我们已经正确地解开了恒星起源之谜。

第一代恒星与星系的形成标志着宇宙从原初的平滑状态到当前的成团状态的转变.标准宇宙学模型认为第一代恒星在红移等于30左右开始形成.本文梳理了第一代恒星的形成理論,并借助数值模拟手段介绍了恒星形成过程中的重要物理机制.文章首先讨论了暗物质晕的演化及晕中原初气体的落入与冷却;然后,考虑了第┅代恒星的反馈效应及其对吸积过程的影响,这决定了第一代星系的性质.在不久的将来,现代的大型望远镜将实现对第一代星系的探测.

参考资料

 

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