太阳演化过程

太阳的演化过程~

像咱们的太阳一样的中等质量恒星演化过程是

原始太阳星云--主序星--红巨星--白矮星--黑矮星

我们的太阳现在处于主序星阶段

当然，形成黑矮星需要漫长的时间，现在的宇宙里大概还没有黑矮星。如果白矮星的质量超出钱德拉塞卡极限，电子互斥力会不足以抵抗引力，而会继续坍缩下去。这会造成恒星向外抛出外壳，也就是超新星爆发，标记着恒星的死亡。也就是说，不会有大于1.4倍太阳质量的白矮星。 如果白矮星和另外一颗恒星组成双星系统，那么白矮星可能使用来自另外一颗恒星的氢进行核反应并且将周围的物质加热抛出，即使白矮星的质量低于1.4倍太阳质量。这样的爆炸称为新星。

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。 目前太阳所处的主序星阶段，通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟，已经历了大约45.7亿年。据研究，45.9亿年前一团氢分子云的迅速坍缩形成了一颗第三代第一星族的金牛T星，即太阳。这颗新生的恒星沿着距银河系中心约27,000光年的近乎圆形轨道运行。 太阳在其主序星阶段已经到了中年期，在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太阳辐射。以这个速度，太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主序星的时间大约持续100亿年左右。 太阳的质量不足以爆发为超新星。在50~60亿年后，太阳内的氢消耗殆尽，核心中主要是氦原子，太阳将转变成红巨星，当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时，太阳外层将会膨胀。当其核心温度升高到 100,000,000 K时，将发生氦的聚变而产生碳，从而进入渐近巨星分支，而当太阳内的氦元素也全部转化为碳后，太阳将不再发光，成为一颗死星（Black dwarf）。 地球的最终命运还不清楚。太阳变成红巨星时，其半径可超过1天文单位，超出地球目前的轨道，是当前太阳半径的260倍。然而，届时作为渐近巨星分支恒星，太阳将会由于恒星风而失去当前质量的约30%，因而行星轨道将会外推。仅就此而言，地球也许会幸免被太阳吞噬。然而，新的研究认为地球还是会因为潮汐作用的影响而被太阳吞掉。即使地球能逃脱被太阳熔融的命运，地球上的水将被蒸发而大气层也会散逸。实际上，即使太阳还是主序星时，它也会逐步变得更亮，表面温度缓慢上升。太阳温度的上升将在9亿年后导致地球表面温度升高，造成目前我们所知的生命无法生存。其后再过10亿年，地球表面的水将完全消失。 红巨星阶段之后，由热产生的强烈脉动会抛掉太阳的外壳，形成行星状星云。失去外壳后剩下的只有极为炽热的恒星核，它将会成为白矮星，在漫长的时间中慢慢冷却和暗淡下去。这就是中低质量恒星的典型演化过程。

太阳自诞生以来，经过一系列演化，才演变成现在这样光芒四射的天体。那么，太阳过去是什么样子？未来又将如何演化呢？这是人们所关心的话题。传统恒星演化理论认为，太阳的一生要经历以下五个阶段：

（1）主序星以前阶段，这是太阳的“童年时代”。一大团气体云在万有引力作用下收缩，位能转换为势能。当核心部分的温度和密度升高到一定程度时，开始发生热核反应，收缩停止。太阳在这个阶段上大约经历2000万年。

（2）主序星阶段，这是太阳的“壮年时代”。太阳核心的温度达到107度，由氢核聚变产生能量。太阳在这一阶段停留时间最长，估计有90亿年，太阳目前正处于这个阶段。

（3）红巨星阶段，这是太阳的“老年时代”。中心区的氢消耗殆尽，产能效率大为减少，向外辐射压力减弱。于是，中心区顶不住外层压力，开始收缩。由收缩而释放的能量使太阳的外壳急剧膨胀，变得体积很大，密度很低，表面比较冷而又很亮的红巨星。这一阶段持续4亿年。预计太阳演变为红巨星时，直径将扩大为现在的250倍，会把地球的轨道也包括进去。

（4）红巨星后期，这是太阳的“暮年”。中心区的温度和密度因收缩而继续升高。当核心温度高达一亿度时，会发生三个氦核聚变成一个碳核的热核反应。氦核烧光后，中心区又收缩，温度进一步上升，原子核再一次发生融合，产生更重的元素。太阳在这个阶段大约只停留5000万年。

（5）白矮星阶段，这是太阳风烛残年的“临终期”。这时太阳原子核能接近枯竭，但内部温度极高。高温造成的巨大气压和辐射压使太阳外壳发生大爆炸，大量抛射物质，最后只剩下一个稳定的内核。于是，太阳变得很小、很密的白矮星。太阳在这个阶段大约能维持十几亿年之久。

太阳的上述演化模式，是以万有引力作用和热膨胀力作为动力平衡，以核反应作为能源供给，按照氢聚变反应生成氦，氦聚变反应生成碳的顺序，逐层递进进行推演的。组成太阳的结构力是万有引力，由引力坍缩主导的太阳演化模型，每一阶段的核反应都是从太阳中心开始的，都要经历一次脱胎换骨的蜕变，膨胀收缩，再膨胀再收缩,最后演变为白矮星。

然而，与标准太阳模型不同，在太阳形态场结构模型中，组成太阳的结构力分为两种，核心区和辐射层是质量场作用力，对流层是万有引力，主导核心区聚变反应的是质量场作用力，而不是万有引力。因此，在形态场结构模型中，太阳将按照质量场作用模式进行演化，称太阳形态场演化模型。

太阳形态场演化模型认为，太阳从一大团气体云凝聚诞生以来，所经历的第一个阶段是——红巨星。在这一阶段初始，气体云体积庞大，密度稀薄，尚无行星诞生，只是在气体云中心刚刚启动核反应机制，产生的热量透过厚厚的云体，在银河系中发出泛泛的红光。在万有引力作用下，气体云逐渐收缩为球状星体，中心区核反应规模增大，星体表层温度增至3000度，这就是我们看到的红巨星。红巨星的特点是，万有引力和热膨胀力处在动态平衡状态，星体膨胀与收缩振荡幅度大，变换周期长。划定这一演化阶段的时间为4～5亿年。

在这一阶段，如果形成恒星的原始星云质量较大，且存在着一定的自旋角动量，那么，随着气体云收缩，旋转速度加快，气体云势必发生分裂，这时，星云体将演化为双星系或多星系。虽然太阳没有进入这一演化模式，但是，还是有部分气体云被抛射出去，形成了行星环和环绕在太阳系周围的奥尔特云。

太阳演化的第二阶段——主序星。这一阶段，太阳体积进一步内缩，表面温度由3000度渐渐增至10000度。划定这一演化阶段的时间为100亿年，目前太阳的年龄在50亿年，表面温度为6000度，正处在演化中期。

在主序星阶段，太阳核心区的氢原子高度电离，分解为质子和电子，质子与电子再结合不是生成氢原子，而是生成中子。两个质子和两个中子结合生成氦核，释放能量。这时，核心区粒子间相互作用，以质量场作用和电场作用为主，万有引力消失。质量场作用使氢核和氦核有序排列，原子核平面由内向外呈放射状排布。由于氦核携有4个单位的质量场和2个单位的电场，而氢核只携有一个单位的质量场和一个单位的电场，因此，氦核间的质量场和电场作用强于氢核。其结果是，氦核占据太阳中心，向外排挤氢核，随着聚变反应的进行，由氦核组成的太阳内核像晶体结晶一样向外生长。

主序星初期，太阳中心区构成粒子以氦核为主，质量场和电场作用使内核呈晶体状，在内核外面是质子构成的辐射层，在内核与辐射层交界处是热核反应圈，热核反应由内向外蔓延，内核体积渐渐增大。主序星中期，当内核质量场作用强度增长到一定程度时，氦核进一步发生融合反应，生成镍核（6428Ni）；这时，太阳内核逐步由氦核晶球转变为镍核晶球。融合反应产生的能量通过辐射层向对流层传导，随着核反应规模扩大（以热核反应圈半径增大为标志），太阳表面温度逐渐升高，发射出来的光波波长越来越短。

太阳演化的第三阶段——白矮星。主序星阶段，太阳内部结构分为内核、辐射层和对流层，内核和辐射层属于核晶体结构，在辐射层和对流层之间，热膨胀力与万有引力相对峙，保持动态平衡，处在振荡状态（K振荡）。临近主序星末期，太阳内核半径越来越大，辐射层越来越薄，释放出的能量越来越多。当热核反应圈所产生的热膨胀力大于对流层的万有引力（重力）时，星体就会在瞬间产生爆炸，把对流层气体抛向宇宙空间，这就是我们看到的新星爆发，而赤裸的晶体内核和辐射层则演化为白矮星。

白矮星是一种高密度天体，它的体积小、亮度低，质量大，密度在1000万吨/立方米左右。传统恒星演化理论研究认为，白矮星的内部核聚变反应已经停止，不再是以核聚变的热来抵抗重力崩溃，而是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑，电子简并压力能够支撑的最大质量是1.4倍太阳质量，称钱德拉塞卡极限。

而太阳形态场演化模型则认为，白矮星是以质量场作用结合在一起星体，结构粒子是镍核（6428Ni），不存在原子或离子，即不存在所谓的电子简并压力支撑。结构粒子之间相互吸引，但并不能无限靠近，在原子核内部也存在这种情况，被称为核力的饱和性。白矮星不是靠引力坍缩形成的，而是原本就存在于太阳之中，它是由太阳的内核演化而来。

人们已经观测发现的白矮星有1000多颗。天狼星的伴星是第一颗被人们发现的白矮星，也是所观测到的最亮的白矮星（8等星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多。资料显示，银河系中有488颗白矮星，它们都是离太阳不远的近距天体。

太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心，形成了太阳，其余部分摊平并形成了一个原行星盘，继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。 这被称为星云假说的广泛接受模型，最早是由18世纪的伊曼纽·斯威登堡、伊曼努尔·康德和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出。其随后的发展与天文学、物理学、地质学和行星学等多种科学领域相互交织。自1950年代太空时代降临，以及1990年代太阳系外行星的发现，此模型在解释新发现的过程中受到挑战又被进一步完善化。 从形成开始至今，太阳系经历了相当大的变化。有很多卫星由环绕其母星气体与尘埃组成的星盘中形成，其他的卫星据信是俘获而来，或者来自于巨大的碰撞（地球的卫星月球属此情况）。天体间的碰撞至今都持续发生，并为太阳系演化的中心。行星的位置经常迁移，某些行星间已经彼此易位。这种行星迁移现在被认为对太阳系早期演化起负担起绝大部分的作用。 就如同太阳和行星的出生一样，它们最终将灭亡。大约50亿年后，太阳会冷却并向外膨胀超过现在的直径很多倍（成为一个红巨星），抛去它的外层成为行星状星云，并留下被称为白矮星的恒星尸骸。在遥远的未来，太阳的环绕行星会逐渐被经过的恒星的引力卷走。它们中的一些会被毁掉，另一些则会被抛向星际间的太空。最终，数万亿年之后，太阳终将会独自一个，不再有其它天体在太阳系轨道上。

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金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的演变过程 - ？
謇贩冠心： 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...

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謇贩冠心： 太阳及其行星是约50亿年前由星际物质云在自引力作用下逐渐收缩形成的.有人认为,由于太阳比许多其它恒星包含更多的重元素——例如铁——可以推知太阳是第二代恒星,即形成太阳的气体云中包含着其它恒星经过核燃烧后散发到空间中的...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳演化过程中经历的几个阶段? - ？
謇贩冠心：[答案] 现代的观测表明,太阳已有50亿年的历史.它是一个典型的中等质量恒星,正平稳地燃烧着自身的核储备,并把氢转变为氦.现在人们对恒星演化的知识逐渐完善,并勾勒出太阳的生命历程.幼年阶段,原始星云在自身引力作用下不...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的演化阶段 - ？
謇贩冠心：[答案] 太阳一样的中等质量恒星演化过程是 原始太阳星云--主序星--红巨星--白矮星--黑矮星 我们的太阳现在处于主序星阶段

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的演化过程经历哪4个阶段和其中的密度变化情况 - ？
謇贩冠心：[答案] 原始太阳->主序星(黄矮星,光谱型G)——大概现在的阶段,由于引力作用,主序星阶段应该比原始太阳密度略大,但差的不多. 红巨星的密度远小于主序星.因为体积增大,质量减小(抛掉一部分外壳). 白矮星密度大于主序星阶段. 黑矮星密度略...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 简单说说太阳要经历哪些演化阶段?它最终归宿如何? - ？
謇贩冠心：[答案] 太阳及其行星是约50亿年前有星际物质云在自引力作用下逐渐收缩形成的.有人认为,由于太阳比许多其他恒星包括更多的重元素(例如铁),可以推知太阳是第二代恒星,即形成太阳气体云中包含着其他恒星经过核燃烧后散发到空间中的余烬.目前...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的进化过程?太阳下一环节要吞噬什么? - ？
謇贩冠心：[答案] 太阳是恒星,符合恒星的形成史.宇宙大爆炸后,能量转化为物质,形成原子质量小于12的元素.其中有大片的氢原子气体云.这些气体云在引力的作用下,向一起靠拢,压缩,形成氢气体球.因为引力压缩,球体内部压力越来越高,温度越来越高,于是...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的演化 - ？
謇贩冠心： 太阳是由氢原子和氦原子构成,太阳内部高压高温,不断进行着核聚变反应,聚变过程中,释放光和热,这部分光和热作为太阳本身的质量从太阳身上永远散失掉.大约再过40亿年,太阳内部用于核聚变的氢将会用尽,同时开始启动氦核的核聚...

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳的演化阶段？
謇贩冠心： 太阳一样的中等质量恒星演化过程是 原始太阳星云--主序星--红巨星--白矮星--黑矮星 我们的太阳现在处于主序星阶段

金平苗族瑶族傣族自治县18638777198： 太阳是如何形成与演化的? ？
謇贩冠心： 在群星之间,并不是空无一物的,而是布满了物质,是 气体、尘埃或两者的混合物.... 经过一 路的碰撞,吸收再发射的过程,最后光与热传到太阳表面, 再辐射到太空中...