红巨星

✍ dations ◷ 2025-04-26 12:55:08 #红巨星
红巨星是巨星的一种,是恒星的一种演化阶段,质量约为0.5至8个太阳质量,质量不同,寿命不同,大概数百万年。质量更大的称为红超巨星,再大的为红特超巨星。在赫罗图上,红巨星是巨大的非主序星,光谱属于K或M型。所以被称为红巨星是因为看起来的颜色是红的,体积又很巨大的缘故。鲸鱼座的苧藁增二、金牛座的毕宿五、牧夫座的大角星等都是红巨星;而天蝎座的心宿二、猎户座的参宿四、盾牌座的盾牌座UY等则是红超巨星。大部分的红巨星,其核心是未聚变的氦,能量由氦核外的氢燃烧包层提供,它们在图上构成了红巨星分支(RGB星)。另外一些,其核心是碳等更重的元素,外部是在燃烧的氦包层和氢包层,它们构成了图上水平的渐近巨星分支(AGB星)。在恒星大气中碳含量比氧含量还高的碳星中,AGB星的光谱类型一般属于C-N到C-R型。主序星阶段即将过去,恒星核心的氢枯竭了,核心失去了活力,在引力的驱使下收缩,而收缩使得外部的物质挤入空出来的空间,形成氢气层——这些氢仍然可以聚变。这时它可能经历赫氏空隙。氦核被重力加热,氢气层收缩,氢的聚变加速,产生更多的能量,导致恒星比原来亮1,000~10,000倍,并且使体积膨胀。这时体积膨胀的程度超过发光能力的增加,因此表面的有效温度下降。表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色,因此称为红巨星。当恒星的核心持续收缩到足以点燃3氦过程的密度和温度条件,氦聚变就会启动。质量小于2.5倍太阳的恒星的氦核用电子简并压力对抗重力直至成为类似“白矮星”的简并态物质。氦聚变的点燃温度~1亿度,氦聚变的能量堵塞在简并态,触发了热失控的氦闪:大约在1分钟内,氦核的大部分都聚变为碳核(以及后续的氧核),并向外层传输出巨量的能量,导致恒星突然变亮了一会。氦闪后,核心不再产生能量,外层的氢在较浅的位置上以较复杂的方式继续聚变成氦。恒星核心再次缓慢积聚氦,较长的一段时间后,氦闪又在富含碳核氧核外的氦包层中发生。这时恒星就位于赫罗图上的渐近巨星分支,每次氦闪后,从一个红巨星分支进入另一个分支。大于太阳质量2.57倍的恒星的核心更热,在成为白矮星密度的简并态前就点燃了氦聚变,平顺与持续地反应。当这类恒星初始的重元素含量较低(“贫金属”星)时,它们将进入水平分支——这些恒星在赫罗图上的位置是水平的分布。富含金属的恒星在这个阶段则群聚成赫罗图上的红群聚。理论上,恒星光谱从A至K和部分较低质量的B型主序星会演化成为红巨星。较高质量的B型主序星与O型主序星会演化成为红超巨星。再高质量的恒星会演化成为蓝超巨星、高光度蓝变星或沃夫–瑞叶星。红矮星(<0.5个太阳质量)只有对流层,恒星处于完全对流状态,恒星的元素丰度基本各处相同。由于核心的温度本来就不是很高,而且质量太小,整个恒星无需过于收缩以顶住引力。所以这些恒星既使到了晚期氢丰度不是很高的情况下,也不能通过收缩让累积在核心的氦达到核聚变的温度,既使用尽了氢也不能成为红巨星。由于它们的主序星阶段生命远远长于我们宇宙的年龄,这类恒星的演化仅是理论上的,并无观测实例。O、B型星(25个太阳质量以上)在主序星阶段位于赫罗图的左上角顶端,是蓝巨星甚至蓝超巨星,一直在赫罗图的最上方水平移动,氦聚变开始后可能成为高光度蓝变星或沃尔夫-拉叶星,以Ⅱ型或Ⅰb、Ⅰc型超新星爆发结束其短暂的生命。大约在50到75亿年后,太阳将成为红巨星,经过科学家们的计算,届时太阳将变得异常巨大,足以吞噬掉目前太阳系里,包括地球大概火星以内的内侧行星。然而,太阳的引力也会因为质量的减少而减弱,因此火星和所有的外行星,都会往外移。在这时候水星和金星都差不多一定会被太阳吞噬掉。地球的命运不是很清楚。要是没有潮汐力的话,那地球的轨道就会往外逃到差不多1.5天文单位。但近来研究发现因为地球和太阳有潮汐力,地球还是会被太阳的外气层吞噬掉。可是在此之前,当太阳的氢耗尽时,地球的生物圈将会被破坏,额外增加的太阳能也将造成地球海洋的蒸发。过30亿年以后,地球的表面将变得如同金星一般高热。再50亿年以后,地球的空气已经往外太空逸散掉了,最后地球变成焦黑的行星。

相关

  • 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(英语:Thymine,简写为 T),又称为5-甲基尿嘧啶(英语:5-methyluracil),为嘧啶类碱基,是形成DNA核苷酸中四种碱基(G-C-A-T)的其中一种。如其别名,胸腺嘧啶是尿嘧啶(U)5号位碳原子上甲基化
  • 经济史经济史,经济领域的发展历史,是社会科学的核心,经济状态的变迁史,其研究范围为亚当·斯密的《国民财富的性质和原因的研究》。 经济史在19世纪从历史学分离开来成为一门独立学科,
  • 电离辐射电离辐射(英语:ionizing radiation)是指波长短、频率高、能量高的射线(粒子或波的双重形式)。辐射可分为电离辐射和非电离辐射,电离辐射可以从原子或分子里面电离过程(Ionization)中
  • 德黑兰德黑兰(波斯语:تهران‎ / Ťehrân , 读音 帮助·信息发音:)是伊朗的首都和最大城市,同时是德黑兰省省会,总人口达8,429,807人, 并且是西亚地区最大城市之一,世界第19大城市。
  • 尺骨附属韧带重建术尺骨附属韧带重建术(UCL, Ulnar Collateral Ligament Reconstruction)又称Tommy John韧带重建手术,此手术把受伤手肘尺骨的韧带用身上其他部位的韧带替换(通常是从病人的前臂、
  • 胞外在细胞生物学、分子生物学及其相关领域中,胞外,或细胞外(extracellular,有时亦作胞外空间/细胞外空间(extracellular space))指“在细胞外”。通常,胞外空间位于质膜之外,被流体占据(
  • 世界遗产世界遗产(英语:World Heritage;法语:Patrimoine mondial),是一项由联合国支持、联合国教育科学文化组织负责执行的国际公约建制,以保存对全世界人类都具有杰出普遍性价值的自然或文
  • 墨西哥湾暖流墨西哥湾流,简称湾流(英语:Gulf stream),是大西洋上重要的洋流,以及全球最大的洋流。起源于墨西哥湾,经过佛罗里达海峡沿着美国的东部海域与加拿大纽芬兰省向北,最后跨越北大西洋通
  • 伊拉克总统伊拉克总统是伊拉克的国家元首。1958年伊拉克推翻君主立宪制后建立共和国,并开始设立总统一职。在绝大多数历史时期,伊拉克的总统职权都被专制独裁者所垄断,没有一个明确的宪政
  • 刀豆蛋白A刀豆蛋白A(英语:Concanavalin A,缩写ConA,又叫刀豆球蛋白A、伴刀豆球蛋白、刀豆素、刀豆凝集素等)是一种凝集素(糖类结合蛋白),最初从白刀豆中提取。它是荚果凝集素(英语:legume lecti