什麼因素決定恆星命運的終點
“恆星的壽命、演化特徵,以及最終歸宿,都是由質量和金屬丰度來決定的,質量是最重要的因素,金屬丰度是次要因素”。
恆星的一生,都在與其自身引力做鬥爭。在內部的氫元素逐漸聚變為氦、碳、矽,直到鐵元素的過程中,會產生巨大能量來支撐恆星與其自身引力相抗衡。質量越大、金屬丰度越低的恆星,其核融合的原料更加充沛。當所有的核融合原料用光,恆星將無法再抵抗引力,自行坍塌,走向生命的終點。
以太陽為代表的小質量恆星,進入紅巨星階段後,演化速度大大加快,中心區域溫度持續升高,密度不斷收縮,最後拋掉外層氣殼,剩下一顆緻密和熾熱的白矮星,逐漸冷卻成又小又暗的黑矮星。
質量和體積較大的恆星,在演化的終點會爆炸,迸發出盛大太空焰火,即超新星爆發。如果留下的恆星核心“殘骸”質量足夠大,在1.4—3個太陽質量之間,它會坍縮為“中子星”。質量更大的恆星核心,最後會坍塌為黑洞。
儘管核融合的原料更充沛,但質量越大的恆星,壽命反而越短。“大質量恆星輻射的光度比較大,能量消耗得更快一些,所以壽命相對比較短”。恆星以發光的方式向外輻射能量。對於主序星來說,它的光度與質量的四次方成正比。也就是說一顆質量為太陽質量10倍的恆星,每秒輻射的能量是太陽的104倍,因此比太陽更快地走向衰亡。
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