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这以后恒星演化的过程是:内
收缩、外壳膨胀――燃烧壳层内
的氦
向内收缩并变
,而其恒星外壳则向外膨胀并不断变冷,表面温度大大降低。这个过程仅仅持续了数十万年,这颗恒星在迅速膨胀中变为红
星。
“黑
”无疑是本世纪最
有挑战
、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提
。不过,这些当代天
理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中
星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的
反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳
大的重量。所以在外壳的重压之下,
心开始坍缩,直到最后形成
积小、密度大的星
,重新有能力与压力平衡。
在赫-罗图中,红
星分布在主星序区的右上方的一个相当密集的区域内,差不多呈
平走向。
这次,
据科学家的猜想,
质将不可阻挡地向着中心
军,直至成为一个
积趋于零、密度趋向无限大的“
”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,
大的引力就使得即使光也无法向外
,从而切断了恒星与外界的一切联系――“黑
”诞生了。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发
的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑
。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底
,任何
质一旦掉
去,“似乎”就再不能逃
。实际上黑
真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
称它为“红”
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
的光也就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些,可红
星的
积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮。
看到的最亮的星中,许多都是红
星。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中
星。而
据科学家的计算,中
星的总质量不能大于三倍太
的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自
重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
与别的天
相比,黑
是显得太特殊了。例如,黑
有“隐
术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内
结构提
各
猜想。那么,黑
是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是――弯曲的空间。我们都知
,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是
据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两
间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过
大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
红
星一旦形成,就朝恒星的下一阶段――白矮星
发。当外
区域迅速膨胀时,氦
受反作用力却
烈向内收缩,被压缩的
质不断变
,最终内
温度将超过一亿度,
燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。
当一颗恒星度过它漫长的青壮年期――主序星阶段,步
老年期时,它将首先变为一颗红
星。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发
的光能直接到达地球,它朝其它方向发
的光也可能被附近的黑
的
引力折
而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
称它为“
星”,是突
它的
积
大。在
星阶段,恒星的
积将膨胀到十亿倍之多。
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我们来较详细地看看红
星的形成。我们已经知
,恒星依靠其内
的
聚变而熊熊燃烧着。
聚变的结果,是把每四个氢原
结合成一个氦原
,并释放
大量的原
能,形成辐
压。
在地球上,由于引力场作用很小,这
弯曲是微乎其微的。而在黑
周围,空间的这
变形非常大。这样,即使是被黑
挡着的恒星发
的光,虽然有一
分会落
黑
中消失,可另一
分光线会通过弯曲的空间中绕过黑
而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑
背面的星空,就像黑
不存在一样,这就是黑
的隐
术。
于主星序阶段的恒星,
聚变主要在它的中心(
心)
分发生。辐
压与它自
收缩的引力相平衡。
对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发
的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
氢的燃烧消耗极快,中心形成氦
并且不断增大。随着时间的延长,氦
周围的氢越来越少,中心
产生的能量已经不足以维持其辐
,于是平衡被打破,引力占了上风。有着氦
和氢外壳的恒星在引力作用下收缩,使其密度、压
和温度都升
。氢的燃烧向氦
周围的一个壳层里推
。
那么,黑
是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中
星一样,黑
很可能也是由恒星演化而来的。