高中地理知识点：恒星的一生

1111111 · 发表于 2016-1-6 13:52

恒星：

是由炽热气体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。由于恒星离我们太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体。我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。

恒星一生的历程：
* b* `1 g0 ^) m g+ b以太阳为例：
原恒星 → 主序星 → 红巨星 → 白矮星 → 黑矮星。

质量小于0.08倍太阳质量：
原恒星 → 褐矮星

大于1.44倍太阳质量：
原恒星 → 主序星 → 红巨星 → （超）新星 → 中子星（行星状星云）→ 黑矮星

大于8倍太阳质量：
原恒星 → 主序星 → 红巨星 → 红超巨星 → 脉动变星 → 超新星 → 黑洞/中子星 → 黑洞蒸发/黑矮星

大于120倍太阳质量：
核聚变过于剧烈，极不稳定，易解体

恒星的特征：

恒星的一切几乎都取决于它最初的质量，包括本质特征，例如光度和大小，还有演变、寿命和最终的命运。

年龄：

多数恒星的年龄在10亿至100亿岁之间，有些恒星甚至接近观测到的宇宙年龄—137亿岁。目前发现最老的恒星估计的年龄是136亿岁。
质量越大的恒星，寿命通常越短暂，主要是因为质量越大的恒星核心的压力也越高，造成燃烧氢的速度也越快。许多大质量的恒星平均只有一百万年的寿命，但质量最轻的恒星（红矮星）以很慢的速率燃烧它们的燃料，寿命至少有一兆年。

直径：

由于和地球的距离遥远，除了太阳之外的所有恒星在肉眼看来都只是夜空中的一个光点，并且它们进入到地球的光受到大气层的扰动，在人眼中看到就是恒星在“闪烁”。太阳也是恒星，但因为很靠近地球所以不仅看起来呈现圆盘状，还提供了白天的光线。除了太阳之外，看起来最大的恒星是剑鱼座R，它的是直径是0.057角秒。
我们对恒星的了解大多数来自理论的模型和模拟，而这些理论只是建立在恒星光谱和直径的测量上。除了太阳之外，首颗被测量出直径的恒星是参宿四，是由亚伯特·亚伯拉罕·米歇尔森在1921年使用威尔逊山天文台100?的胡克望远镜完成（约450个太阳直径）。
对地基的望远镜而言，绝大多数的恒星盘面都太小而无法察觉其角直径，因此要使用干涉仪望远镜才能获得这些恒星的影像。另一种测量恒星角直径的技术是掩星：这种技术精确的测量被月球掩蔽时光度减弱的过程（或再出现时光度回升的过程），依此可以计算出恒星的视直径。
恒星的尺寸，从小到只有20公里到40公里的中子星，到像猎户座参宿四的超巨星，直径是太阳的650倍，大约9亿公里，但是密度比太阳低很多。目前观测到的体积最大恒星是大犬座VY星，体积约为太阳的10亿倍。

距离：

离地球最近的恒星是太阳。其次是处于半人马座的比邻星，它发出的光到达地球需要4.22年。
恒星的星等相差很大，这里面固然有恒星本身发光强弱的原因，但是离开我们距离的远近也起着显著的作用。测定恒星距离最基本的方法是三角视差法，此法主要用于测量较近的恒星距离，过程如下，先测得地球轨道半长径在恒星处的张角（叫作周年视差），再经过简单的运算，即可求出恒星的距离。这是测定距离最直接的方法。在十六世纪哥白尼公布了他的日心说以后，许多天文学家试图测定恒星的距离，但都由于它们的数值很小以及当时的观测精度不高而没有成功。直到十九世纪三十年代后半期，才取得成功。
然而对大多数恒星说来，这个张角太小，无法测准。所以测定恒星距离常使用一些间接的方法，如分光视差法、星团视差法、统计视差法以及由造父变星的周光关系确定视差，等等。这些间接的方法都是以三角视差法为基础的。自二十世纪二十年代以后，许多天文学家开展这方面的工作，到二十世纪九十年代初，已有8000多颗恒星的距离被用照相方法测定。在二十世纪九十年代中期，依靠“依巴谷”卫星进行的空间天体测量获得成功，在大约三年的时间里，以非常高的准确度测定了10万颗恒星的距离。
恒星的距离，若用千米表示，数字实在太大，为使用方便，通常采用光年作为单位。1光年是光在一年中通过的距离。真空中的光速是每秒30万千米，乘一年的秒数，得到1光年约等于9.46万亿公里。

恒星不永恒：

新恒星的诞生：

当超新星爆炸时，会把大部分物质散落到太空中去，这些物质不仅会有原先在恒星外层的氢和氦，还有碳、氧、硅、铁等重元素，在这些物质特别密集的区域就会分别成群地凝聚出新一代恒星，它们类似太阳或比太阳含重元素更多。我们的太阳是这些恒星中的一颗，它们被叫做第二代星。星云是构成恒星的原料，而恒星向空间抛射的物质也成为星云的一部分原料

恒星的生命历程：

1、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。

2、恒星的寿命：
决定恒星寿命的因素只有一个——质量！
质量愈大，寿命愈短！

太阳可活一百亿年，而天狼星的寿命却只有几百万年。按比例来看，如果太阳可活七十岁，天狼星只能活三天！

3恒星的死亡：
①小质量恒星：红巨星的外壳慢慢消散→中心的核压缩成为→白矮星白矮星冷凉了，就成了黑矮星→小一点的恒星，默默的死去。
②大质量恒星：一系列核反应后，他们呈现洋葱结构→没有了能量抵抗引力，超新星爆发→外层被炸飞，剩下的核被压缩<中子星（10亿吨/cm3）/黑洞 >→大一点的恒星，光辉的尾声。

天文观测发现的各种恒星：; X1 }1 ]! }- i+ w) U# ~

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恒星的一生：3 e: [5 J4 V; H* p m% q

恒星的命名：

东方：

每一颗恒星都要给它取一个名字，才能够便于研究和识别。中国在战国时代起已命名肉眼能辨别到的恒星或是以它所在星官命名，如天关星、北河二等；或是根椐传说命名，例如织女星（织女一）、牛郎星（河鼓二）、老人星等；或根据二十八宿排列顺序命名，例如心宿二等，构成一个不太严谨的独立体系。

6 w+ {" T$ J# W2 M中国：

每一颗恒星都要给它取一个独特的名字，才能够便于研究和识别。中国在战国时代起已命名肉眼能辨别到的恒星或是以它所在星官（包括三垣以及二十八宿）命名，如天关星、北河二、心宿二等；或是根据传说命名，例如织女星（织女一）、牛郎星（河鼓二）、老人星等，构成一个不严谨的独立体系。

西方：

星座的概念在巴比伦时期就已经存在，古代的观星人将哪些比较显著的恒星和自然或神话等特定的景物结合，想像成不同的形状。位于黄道带上的12个星座就成了占星学的依据，许多明显的单独恒星也被赋予专属的名字，特别是以阿拉伯文和拉丁文标示的名称。
而且有些星座和太阳还有它们自己整体的神话，它们被认为是亡者或神的灵魂，例如大陵五就代表着蛇发女怪梅杜莎。
到了古希腊，已经知道有些星星是行星（意思是“漫游者”），代表着各式各样重要的神?，这些行星的名字是水星、金星、火星、木星、和土星（天王星和海王星虽然也是希腊和罗马神话中的神?，但是它们的光度暗淡，因此古代人并未发现，它们的名字是后来才由天文学家命名的。）。
大约在1600年代，星座的名称、范围以及恒星的名字还是由各个地区自己命名的。1603年，德国天文学家约翰·拜耳创造了以希腊字母序列与星座结合的拜耳命名法，为星座内的每一颗恒星命名。然后英国天文学家约翰·佛兰斯蒂德发明出了数字系统的命名法，这就是佛兰斯蒂德命名法。从此以后许多其他的系统的星表都被创造出来。
西方方面，1603年德国业余天文学家拜耳建议将每个星座中的恒星按照从亮到暗的顺序，以该星座的名称加上一个希腊字母顺序表示。例如猎户座α（参宿四）、猎户座β（参宿七）（但事实上猎户座β比猎户座α还要亮）。如果某个星座的恒星数目超过24个希腊字母，则接续采用小写的拉丁字母（a,b,c...），仍不足再使用大写拉丁字母（A,B,C...）。
英国首任的天文台长佛兰斯蒂德创立了数字命名法，将星座内肉眼可见的恒星由西向东、由北向南依序编号。
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其他：

科学界唯一认可能够为恒星或天体命名的机构是国际天文联合会。很多的私人公司（例如：“International Star Registry”）以贩售恒星的名字为主，但是除了购买者以外，这些名字既不会被科学界认可，也没有人会使用这个名字，并且有许多组织假称为天文机构进行诈欺，骗取无知的民众购买星星的名字

相关高中地理知识点：宇宙的演化

宇宙的演化:

一般认为，我们现在所知的宇宙从整体上看是泡沫状的。宇宙是没有中心的，其间的物质分布也大致均匀。
1、宇宙的起源：
大爆炸理论主要观点大约150亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。霍金：史蒂芬?霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人，著名的《时间简史》的作者。17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。
2、宇宙的变化发展：
所有的星系都在远离我们而去。星系间的距离在不断地扩大。星系离我们越远，运动的速度越快。
3、宇宙的将来：
永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。或者会塌缩而在大挤压处终结。

宇宙演化三阶段:

根据大爆炸宇宙学模型的观点，宇宙150亿年的演化过程分为三个阶段。大爆炸的整个过程大致是这样的：大约150亿年前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大。突然，这个体积无限小的点在四大皆空的“无”中爆炸了，时空从这一刻开始，物质和能量也由此产生，这就是宇宙创生的大爆炸。人们将大爆炸的瞬间定作宇宙年龄“零”时。

1、第一个阶段是宇宙的极早期。
宇宙处在这个阶段的时间特别短，短到以秒来计，称为“太初第一秒”。刚刚诞生的宇宙是极其炽热、致密的，随着宇宙迅速膨胀，温度急速下降。宇宙年龄为百分之一秒时，温度降到1000亿摄氏度；宇宙年龄为1秒时，温度继续下降，但仍高达100亿摄氏度以上，宇宙处于一种极高温、高密的状态，当时除氢核——质子外，没有任何别的化学元素，只有由质子、中子、电子、光子等基本粒子混合而成，成为热平衡状态下的“宇宙汤”。

2、第二个阶段是化学元素形成阶段。
大约经历了数千年。在“宇宙汤”中，原先只有中子和质子等基本粒子，在3分钟时中子和质子之比为1：6。随着整个宇宙体系不断膨胀，温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，化学元素从这一时期开始形成。中子和质子开始核聚变过程，所有的中子迅速合成到由两个质子和两个中子构成的氦核中，余下的质子就成了氢原子核。这一时期还合成了其它轻元素，如氘、氚、锂、铍、硼等，数量较少。各种轻元素的丰度——即与氢的比例在宇宙各处都是一定的。当温度进一步下降到100万摄氏度时，早期形成化学元素的过程就结束了。此时宇宙间的物质主要是这些比较轻的原子核和质子、电子、光子等，光辐射很强，但是没有星体存在。

3、第三个阶段是宇宙形成的主体阶段。
这个阶段的时间最长，至今我们仍生活在这一阶段中。这一阶段起始于温度降到几千摄氏度时，此时上述各种原子核开始与电子结合为中性原子，这一过程称为复合。由于温度的降低，辐射也逐步减弱，宇宙间主要是气态物质，这些物质的微粒相互吸引、融合，形成越来越大的团块。又过了几十亿年，中性原子在引力作用下逐渐聚集，先后形成了各级天体。气体逐渐凝聚成星云，并逐渐演化成星系、恒星和行星，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天所看到的五彩缤纷的星空世界。在个别天体上还出现了生命现象，人类也终于在地球上诞生了。

driessy · 发表于 2016-7-23 04:23

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