试论述恒星的起源与演化，并指出其演化的三种结局（救命啊）

为何说天体生物学，是过去百年间最幸运和最不幸的学科？~

这是因为天体生物学得到了大力的支持，但是由于并没有发现一些外星生物，所以也使得现在天体生物学往往只是一些空谈。而且一旦发现外星生物的话，将会给人类带来非常大的不幸以及损失，因为外星生物的能力可能会远远超过人类，这也导致现在天体生物学出现了一个非常尴尬的处境。一方面希望尽快地发现一些外星生物，但是一方面又害怕这些外星生物给人类带来非常大的灾难。

外星生物也一直是人类所研究的课题，因为现在大家所熟知的高等生物只有人类，但是大家都认为在宇宙中一定还存在着其他的生物。人类想一直探索太空，但是对于外星生物也一直存在着非常大的抵触心理，这主要是因为外星生物一旦对于人类处于攻击的态度的话，将会使人类的生存以及发展带来很大的危害。

所以天体生物学这个学科一直是非常矛盾的，因为很多人都不知道有没有外星生物的存在，但是一旦有外星生物的存在，是否证明外星生物对人类有没有好处，所以现在天使生物学的研究者都处在一个非常矛盾的心理状态。因为他们一方面希望找到外星生物，但是一方面又不希望找到太空生物。

当然是否存在外星生物，这主要看人类的发展水平能够达到什么样的程度，一旦出现外星生物的话，人类是否有能力应对，如果没有能力应对的话，人类应该如何避免发生灾难。

　　据了解，天体生物学，指研究天体上存在生物的条件及探测天体上是否有生物存在的学科。地外生物学，又称外空生物学，在天文学中，是研究太阳系除地球外其他行星及其卫星上和其他恒星的行星系上可能存在生命现象的理论，以及探讨探测方法和手段的交叉学科。
　　研究地球以外的天体上生物存在的学科。研究其他天体上是否存在生物的问题，首先要明确那里是否具备存在类似地球上生命的必要条件。①必要的组成物质:即能够合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。现在已知这些元素在宇宙中是相当普遍存在的。②适宜的温度：生命需要光和热，但又必须适中。在高温下碳原子的化学键会破坏，而过低的温度又会使生命所必需的生物过程停顿。③液态的水:这是生物体必要的组成成分，也是生物体内进行各种生物化学反应的必要介质。④大气：许多作为生命起源的天然有机物，必须在大气中通过紫外线照射和电火花才能合成。大气还起保护作用，使生命免受陨石和宇宙线的伤害，使水不致大量汽化而逸失。⑤必要的时间：上述条件必须存在很长时间，然后才会有生命的产生和发展。
　　恒星温度太高，任何生命形态都不可能存在；小行星、彗星等体积太小，不能保持厚层大气，无法维持生命的发生和发展。只有一部分行星和某些卫星才有可能具备上述条件。太阳系内，水星表面温度约为400℃,日夜温差很大；金星表面温度约480℃，木星约-140℃,土星约-180℃，天王星、海王星和冥王星的表面温度更低，都不适于生命存在。对于火星，宇宙飞船着陆探测结果表明，在火星着陆点附近土壤中尚未发现任何生命形态。月球上白昼温度高达127℃，夜晚温度又低至-183℃,而且月球上既无大气，又无液态水，不具备生命存在的条件。登月探测并未发现月球上有生命存在。有些科学家认为土星的一颗卫星──土卫六,可能存在生命,但尚待证实。即使太阳系内其他行星、卫星都不存在生命，也不能说宇宙间只有地球上才有生命(见其他行星系)。银河系估计有几百亿颗行星，其中约有100万颗可能具有类似地球这样能够孕育生命的行星。在星际空间中已经发现五十种以上的星际分子。在落到澳大利亚默奇森和美国肯塔基地区的陨石中，已发现氨基酸这种有机物。这些都表明宇宙中其他天体可能存在生命。
　　地球上产生生命的基础是碳和水。但在其他天体上产生生命的基础不一定是碳分子，可能是其他分子，例如硅。其他天体上生命存在的条件和进化的道路有可能与地球上的生物很不相同。另外，如果构成生命的基本粒子并不结成通常所称的原子和分子，那就会形成完全不同的生物。即使由分子组成的生物也不一定会和地球上相似。那种生物可能由超导物质组成，其形状和性质就会完全不同。

恒星的诞生

恒星的演化开始于巨分子云。一个星系中大多数虚空的密度是每立方厘米大约0.1到1个原子，但是巨分子云的密度是每立方厘米数百万个原子。一个巨分子云包含数十万到数千万个太阳质量，直径为50到300光年。

在巨分子云环绕星系旋转时，一些事件可能造成它的引力坍缩。 巨分子云可能互相冲撞，或者穿越旋臂的稠密部分。邻近的超新星爆发抛出的高速物质也可能是触发因素之一。最后，星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星。

坍缩过程中的角动量守恒会造成巨分子云碎片不断分解为更小的片断。质量少于约50太阳质量的碎片会形成恒星。在这个过程中，气体被释放的势能所加热，而角动量守恒也会造成星云开始产生自转之后形成原始星。

恒星形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。通常，正在产生恒星的星源会通过在四周光亮的气体云上造成阴影而被观测到，这被称为博克球状体。

质量非常小（小于一个太阳质量）的原始星的温度不会到达足够开始核聚变的程度,它们会成为棕矮星，在数亿年的时光中慢慢变凉。大部分的质量更高的原始星的中心温度会达到一千万开氏度，这时氢会开始聚变成氦，恒星开始自行发光。核心的核聚变会产生足够的能量停止引力坍缩，达到一个静态平衡。恒星从此进入一个相对稳定的阶段。如果恒星附近仍有残留巨分子云碎片，那么这些碎片可能会在一个更小的尺度上继续坍缩，成为行星、小行星和彗星等行星际天体。如果巨分子云碎片形成的恒星足够接近，那么可能形成双星和多星系统。

恒星的中年

恒星有不同的颜色和大小。从高热的蓝色到冷却的红色，从0.5到20个太阳质量。恒星的亮度和颜色依赖于其表面温度，而表面温度则依赖于恒星的质量。大质量的恒星需要比较多的能量来抵抗对外壳的引力，燃烧氢的速度也快得多。

恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢，可能在此序列上停留数千亿年，而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列上停留一百亿年。太阳也位于主星序上，被认为是处于中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后，就会离开主星序。

恒星的成熟
在形成几百万到几千亿年之后，恒星会消耗完核心中的氢。大质量的恒星会比小质量的恒星更快消耗完核心的氢。在消耗完核心中的氢之后，核心部分的核反应会停止，而留下一个氦核。

失去了抵抗重力的核反应能量之后，恒星的外壳开始引力坍缩。核心的温度和压力像恒星形成过程中一样升高，但是是在一个更高的层次上。一旦核心的温度达到了1亿开氏度，核心就开始进行氦聚变，重新通过核聚变产生能量来抵抗引力。恒星质量不足以产生氦聚变的会释放热能，逐渐冷却，成为红矮星。

积热的核心会造成恒星大幅膨胀，达到在其主星序阶段的数百倍大小，成为红巨星。红巨星阶段会持续数百万年，但是大部分红巨星都是变星，不如主序星稳定。

恒星的下一步演化再一次由恒星的质量决定。

恒星的晚年和死亡
低质量恒星

低质量恒星的演化终点没有直接观察到。宇宙的年龄被认为是一百多亿年，不足以使得这些恒星耗尽核心的氢。当前的理论都是基于计算机模型。

一些恒星会在核心进行氦聚变，产生一个不稳定和不平衡的反应，以及强烈的太阳风。在这种情况下，恒星不会爆发产生行星状星云，而只会耗尽燃料产生红矮星。

但是小于0.5倍太阳质量的恒星甚至在氢耗尽之后都不会在核心产生氦反应。像比邻星这样的红矮星的寿命长达数千亿年，在核心的反应终止之后，红矮星在电磁波的红外线和微波波段逐渐暗淡下去。

中等质量恒星

达到红巨星阶段时，0.4到3.4太阳质量的恒星的外壳会向外膨胀，而核心向内压缩，产生将氦聚变成碳的核反应。聚变会重新产生能量，暂时缓解恒星的死亡过程。对于太阳大小的恒星，此过程大约持续十亿年。

氦燃烧对温度极其敏感，造成很大的不稳定。巨大的波动会使得外壳获得足够的动能脱离恒星，成为行星状星云。行星状星云中心留下的核心会逐渐冷却，成为小而致密的白矮星，通常具有0.6倍太阳质量，但是只有一个地球大小。

在重力和电子互斥力平衡时，白矮星是相对稳定的。在没有能量来源的情况下，恒星在漫长的岁月中释放出剩余的能量，逐渐暗淡下去。最终，释放完能量的白矮星会成为黑矮星，但是目前宇宙的年龄不足以使得这样的星体存在。

在同时形成的双星或者多星系统中，恒星际质量交流可能改变演化过程。因为一部分质量被其他恒星获得，系统中质量较大的恒星的红巨星阶段演化会被加速，而质量较小的恒星会吸收一部分红巨星的质量，在主星序停留更长时间。举例来说，天狼星的伴星就是一颗年老的大约一个太阳质量的白矮星，但是天狼星是一颗大约2.3个太阳质量的主序星。

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。

大质量恒星

在超出5倍太阳质量的恒星的外壳膨胀成为红超巨星之后，其核心开始被重力压缩，温度和密度的上升会触发一系列聚变反应。这些聚变反应会生成越来越重的元素，产生的能量会暂时延缓恒星的坍缩。

最终，聚变逐步到达元素周期表的下层，硅开始聚合成铁。在这之前，恒星通过这些核聚变获得能量，但是铁不能通过聚变释放能量，相反，铁聚变需要吸收能量。这会造成没有能量来对抗重力，而核心几乎立刻产生坍缩。

恒星演化的下一步演化机制并不明确，但是这会在几分之一秒内造成一次剧烈的超新星爆发。和轻于铁的元素同时被抛出的中微子形成一个冲击波，在被抛出的物质吸收后，形成一些比铁重的放射性元素，其中最重的是铀。没有超新星爆发的话，比铁重的元素不会存在。

中微子冲击波继续将被抛出的物质推出。被抛出的物质可能和彗星带碰撞，可能形成新的恒星、行星和卫星，或者成为各种各样的天体。

现代科学尚未明确超新星爆发的机制，以及恒星残骸的成分，但是已知有两种可能的演化终点：中子星和黑洞。

中子星
在一些超新星之中，电子被压入原子核，和质子结合成为中子。使得原子核互相排斥的电磁力消失之后，恒星成为一团密集的中子。这样的恒星被称为中子星。

中子星的大小不超过一个大城市，但是极其致密。由于大部分角动量残留在恒星中，它们的自转会极快，有些甚至达到每秒钟600转。恒星的辐射会被磁场局限在磁轴附近，而随恒星旋转。如果磁轴在自转中会对准地球，那么在地球上每次自转过程中都可能观测到一次恒星的辐射。这样的中子星被称为脉冲星，是最早被发现的中子星。

黑洞
被广泛承认的是并非所有超新星都会形成中子星。如果恒星质量足够大，那么连中子也会被压碎，直到恒星的半径小于史瓦西半径，成为一个黑洞。

黑洞被广义相对论所预言。根据传统的广义相对论，没有任何物质或者信息可以从黑洞中逃出，但是量子力学允许一些例外。黑洞的存在被理论和天文观测广泛支持。

但是仍有一些问题尚待解决。当前的超新星爆发理论尚未完善，不能说明是否恒星可能压缩成为黑洞而不经过超新星爆发，是否有超新星形成的黑洞，以及恒星的初始质量和演化终点的关系。

不同的恒星，会有不同但是总体大致相似的一生：
1、形成阶段：恒星在一片混沌的星云中由星云气体和尘埃汇集而成，星云的中间部分逐渐凝结在了一起形成了一颗星体（这颗星体叫做原恒星），而外部星云则开始形成一个圆环，围绕着中心星体旋转。而这些外围星云，则是后面形成诸行星和其它星体的材料。
2、幼年阶段：当恒星的质量因为星云中的气体、尘埃不停聚集而变大，最终导致内部温度达到了足够发生核反应时，这颗星体就被“点燃”，开始了全星体范围的核聚变反应，一颗恒星就此诞生了。恒星在幼年阶段亮度较暗，但是却可以放射出比中年期更为强大的恒星风。
3、中年期（主序星期）：这时候恒星稳定“燃烧”，主要发生氢元素的核聚变反应，它的光、热和引力稳定而深远地影响着它所统治的星系。
4、晚年期：这时候的恒星内部氢元素消耗殆尽，接着恒星的氢元素聚变产生的热膨胀力以及辐射能不能够和恒星本身的万有引力相抗衡，接着恒星坍缩，当坍缩的恒星达到了氦元素聚变的温度时，氦元素开始聚变，氦元素聚变可以释放出比氢元素聚变还要巨大的能量，使得恒星极不稳定。
如果是中小型行星（除了棕矮星和小型红矮星），则有：
氦元素聚变产生的热膨胀力和辐射能大于恒星本身的万有引力，这使得恒星变得很大很大，体积要大上几百倍甚至几千倍，亮度也因为聚变能量更大的氦聚变而变得亮很多。这个阶段叫做恒星的红巨星阶段。由于恒星的质量有限，恒星不能再进行坍缩，热量无法再次集中，所以氦元素只聚变为了碳元素，没有引发下一步聚变。恒星得以保持上亿年甚至更久的红巨星阶段。
如果是大行星或者是巨行星，则有：
氦元素聚变为碳元素，而其聚变产生的热膨胀力和辐射能不足以和恒星巨大的万有引力相抗衡，恒星并没有膨胀为红巨星，而是开始了碳元素的核聚变反应，而碳元素和核聚变反应放出的能量更为巨大，恒星的体积变大，光度变大几百倍甚至几千倍，颜色变成白色甚至是蓝白色，这个阶段叫做超新星阶段。这个阶段的恒星像硝化甘油炸弹一样极度不稳定，很有可能下一秒钟就发生超新星爆发。
5、终结时刻：不同的恒星，有不同的“死法”。
先说说中小恒星：
中小恒星在氦聚变中膨胀为红巨星，最后由于氦元素反应殆尽，而聚变产生的碳元素无法再次聚变，恒星最后会很安静地坍缩，内核坍缩为体积很小，密度很大的白矮星，外部结构则像烟云一样散开，变成了曾经构成过恒星的星云。而中小恒星的“尸体”白矮星在几百万年的时间中将逐渐散去光和热，最后变成一颗又冷又黑的黑矮星。另外要提到的是棕矮星不会变成红巨星，质量不超过太阳质量0.4倍的红矮星也是不会变成红巨星的，因为即使它们的氢元素耗尽，他们也没有足够的引力来坍缩星体凝聚热量来达成氦聚变的。
而我们再说说大型恒星和巨型恒星的“暴死”：
超新星阶段的恒星，碳元素的核聚变非常快，放出的能量也非常大，但是依然不足以令恒星严重膨胀，这导致恒星的温度继续升高，碳元素聚变产生的硅元素再次发生核聚变，产生更高的能量，而这个疯狂的轮回会越来越快，越来越剧烈，直到稳定的铁元素的产生。而此时恒星内部的热膨胀力和辐射能已经可以突破恒星巨大的万有引力的束缚了，这时候的恒星则会“hold不住”了，像气球充多了气一样炸开————超新星爆发甚至是极超新星爆发了！超新星爆发是宇宙中已知的最暴虐的天文现象，它产生了极强的光辐射、热辐射、爆炸冲击波、电磁辐射甚至是伽马射线暴，甚至有些巨行星发生的极超新星爆发能够把半径上百光年的地方通通炸平，爆炸威力波及上千光年半径的宇宙空间（著名的天鹰座“创世之柱”就被一千年前的一次超新星爆发的冲击波中被吹散）
接着，超新星的内核坍缩，变成致密程度达到你想象不到的东西——中子星或者黑洞，即大型恒星的“尸体”。
而超新星爆发时比铁元素更重的元素在超新星爆发中由新聚变形成。
所以说，我们的太阳系至少经过一次极超新星爆发的轮回才形成。
这里附带说一说恒星的寿命：恒星越大，燃料消耗就越快，寿命就越短。比如说天津四，寿命只有数百万年，而小恒星比如说比邻星，它的燃料消耗很慢，寿命达数百亿年，等我们的太阳“死了”，它依然处于青年期。
总结上文，恒星演化有三种结局：一、小于0.4倍太阳质量的恒星寿命太变态，以千亿年计，人类还没有观察到这种恒星的演变结局。大于0.4倍太阳质量，小于5倍太阳质量的恒星会变成红巨星，最后留下白矮星直至变成黑矮星的“尸体”和星云。二、大于5倍太阳质量小于20倍太阳质量的恒星会经历超星新爆发，最后留下中子星的“尸体”和星云。 三、大于20倍太阳质量的恒星将在超星新爆炸甚至及超星新爆发中变成黑洞。

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紫云苗族布依族自治县15991281705： 简述恒星如何形成,如何演化 - ？
居娟威赛：[答案] 恒星.红巨星...白矮星(质量大变成中子星).黑矮星(质量大的变黑洞)

紫云苗族布依族自治县15991281705： 简述恒星的形成、演化和归宿的全过程. - ？
居娟威赛： 在从星际弥漫物质到恒星的演化链上,恒星的形成是关键环节.恒星的起源和演化,长久以来一直是天文学中最基本、也最令人感兴趣的问题,也是解决得最好的问题之一,从而成为20世纪自然科学的重要成就. 在17、18世纪牛顿、康德等人...

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的演化过程 - ？
居娟威赛： 恒星的演化开始于巨分子云.恒星形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖.通常,正在产生恒星的星源会通过在四周光亮的气体云上造成阴影而被观测到,这被称为博克球状体.质量非常小(小于0.08太阳质量)的原始星的温度不会到达足够开始核聚变的程度,它们会成为褐矮星,在数亿年的时光中慢慢变凉.大部分的质量更高的原始星的中心温度会达到一千万开氏度,这时氢会开始聚变成氦,恒星开始自行发光.核心的核聚变会产生足够的能量停止引力坍缩,达到一个静态平衡.恒星从此进入一个相对稳定的阶段.中年期时形成主序星.成熟期时形成红巨星,超巨星.晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星,中子星,黑洞.

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的一生是怎样演化的? - ？
居娟威赛： 恒星的演化大体可分为如下阶段:一、主序是以前的阶段--恒星处于幼年时代.二、主序是星阶段--恒星处于壮年期.三、红巨星阶段--恒星处于中年期.四、白矮星阶段--恒星处于老年期.大多数恒星的一生,大体是这样度过的

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的演化历程?？
居娟威赛： 先是一团星云,在引力作用下向中心坍塌,内部温度越来越高,直到引发热核反应,然后热核反应的排斥与引力平衡,形成恒星随着核燃料(氢)的逐渐耗尽,恒星中心剩下一个氦构成的核,恒星进一步坍塌,内部温度进一步提高,质量较小的恒星在这一阶段结束后逐渐辐射完剩余热量成为红矮星;质量较大的恒星可引发进一步的氦核聚变,此过程中释放的热量使外部气体急剧膨胀,成为红巨星氦核聚变结束后就是坍塌,小质量恒星坍塌成白矮星.大质量的恒星在坍塌过程中还会有几次重核的聚变,即超新星爆发,甩出大量物质,剩下的坍塌成中子星、黑洞什么的

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的演化阶段讲的是什么? - ？
居娟威赛： 恒星起源于一片巨大的星云,当星云的中心聚集许多气体尘埃时,星云中心便会收缩,发出光和热和核聚变反应,一颗恒星也就形成了.可是,恒星中心的燃料并不是永远用不完的,它们会有用完的一天,比如我们的太阳,太阳拥有100亿年的寿命,太阳已经存在大约50亿年了,也就是还有50亿年的寿命,等剩下的寿命过完,太阳就进入它的晚年,首先变成红巨星,吞没水星到火星,红巨星阶段过后,太阳最后蒌缩成白矮星,之后慢慢冷却,最后变成不会发光的黑矮星.质量为太阳8倍的恒星会变成中子星,质量为太阳30倍的恒星会变成黑洞.

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星演化的过程? - ？
居娟威赛： 通过讨论我们大体可以了解到恒星的演化进程,主要经历: 气体云→塌缩阶段→主序星阶段→主序后阶段→终局阶段.这对我们进一步了解恒星的演化有很重要的意义.

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的起源与变化是什么? ？
居娟威赛： 它们多是双星中的子星之一,因而不少人的看法倾向于,这一类变星的爆发是由双星中某种物质的吸积过程引起的

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的演化过程是怎样的? - ？
居娟威赛： 在恒星世界里,有时会出现一种奇怪的现象:一颗本来较暗的恒星,突然变得很亮.这种亮度发生剧烈变化的恒星,在天文学上称为变星.古代人把变星作为“客星”. 变星有多种,其中亮度变化最剧烈的变星叫超新星.一般认为,恒星所以会...

紫云苗族布依族自治县15991281705： 恒星的生命历程 - ？
居娟威赛： 你好 像地球上的万物一样,恒星也有一个产生、发展、灭亡的过程. إ一、恒星的诞生在恒星起源问题上,现在主要有两种观点:一种观点认为恒星是由弥漫物质凝聚形成的, 称“弥漫说”;另一种观点认为,恒星是由超密物质爆发形成的.不...