高中地理知識點:恒星的一生

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中地理 來源: 高中學習網


恒星:


是由熾熱氣體組成的,是能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體。由于恒星離我們太遠,不借助于特殊工具和方法,很難發(fā)現它們在天上的位置變化,因此古代人把它們認為是固定不動的星體。我們所處的太陽系的主星太陽就是一顆恒星。


恒星一生的歷程:

以太陽為例:
原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → 白矮星 → 黑矮星。


質量小于0.08倍太陽質量:
原恒星 → 褐矮星


大于1.44倍太陽質量:
原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → (超)新星 → 中子星(行星狀星云)→ 黑矮星


大于8倍太陽質量:
原恒星 → 主序星 → 紅巨星 → 紅超巨星 → 脈動變星 → 超新星 → 黑洞/中子星 → 黑洞蒸發(fā)/黑矮星


大于120倍太陽質量:
核聚變過于劇烈,極不穩(wěn)定,易解體



恒星的特征:


恒星的一切幾乎都取決于它最初的質量,包括本質特征,例如光度和大小,還有演變、壽命和最終的命運。


年齡:


多數恒星的年齡在10億至100億歲之間,有些恒星甚至接近觀測到的宇宙年齡—137億歲。目前發(fā)現最老的恒星估計的年齡是136億歲。
質量越大的恒星,壽命通常越短暫,主要是因為質量越大的恒星核心的壓力也越高,造成燃燒氫的速度也越快。許多大質量的恒星平均只有一百萬年的壽命,但質量最輕的恒星(紅矮星)以很慢的速率燃燒它們的燃料,壽命至少有一兆年。


直徑:


由于和地球的距離遙遠,除了太陽之外的所有恒星在肉眼看來都只是夜空中的一個光點,并且它們進入到地球的光受到大氣層的擾動,在人眼中看到就是恒星在“閃爍”。太陽也是恒星,但因為很靠近地球所以不僅看起來呈現圓盤狀,還提供了白天的光線。除了太陽之外,看起來最大的恒星是劍魚座R,它的是直徑是0.057角秒。
我們對恒星的了解大多數來自理論的模型和模擬,而這些理論只是建立在恒星光譜和直徑的測量上。除了太陽之外,首顆被測量出直徑的恒星是參宿四,是由亞伯特·亞伯拉罕·米歇爾森在1921年使用威爾遜山天文臺100?的胡克望遠鏡完成(約450個太陽直徑)。
對地基的望遠鏡而言,絕大多數的恒星盤面都太小而無法察覺其角直徑,因此要使用干涉儀望遠鏡才能獲得這些恒星的影像。另一種測量恒星角直徑的技術是掩星:這種技術精確的測量被月球掩蔽時光度減弱的過程(或再出現時光度回升的過程),依此可以計算出恒星的視直徑。
恒星的尺寸,從小到只有20公里到40公里的中子星,到像獵戶座參宿四的超巨星,直徑是太陽的650倍,大約9億公里,但是密度比太陽低很多。目前觀測到的體積最大恒星是大犬座VY星,體積約為太陽的10億倍。


距離:


離地球最近的恒星是太陽。其次是處于半人馬座的比鄰星,它發(fā)出的光到達地球需要4.22年。
恒星的星等相差很大,這里面固然有恒星本身發(fā)光強弱的原因,但是離開我們距離的遠近也起著顯著的作用。測定恒星距離最基本的方法是三角視差法,此法主要用于測量較近的恒星距離,過程如下,先測得地球軌道半長徑在恒星處的張角(叫作周年視差),再經過簡單的運算,即可求出恒星的距離。這是測定距離最直接的方法。在十六世紀哥白尼公布了他的日心說以后,許多天文學家試圖測定恒星的距離,但都由于它們的數值很小以及當時的觀測精度不高而沒有成功。直到十九世紀三十年代后半期,才取得成功。
然而對大多數恒星說來,這個張角太小,無法測準。所以測定恒星距離常使用一些間接的方法,如分光視差法、星團視差法、統(tǒng)計視差法以及由造父變星的周光關系確定視差,等等。這些間接的方法都是以三角視差法為基礎的。自二十世紀二十年代以后,許多天文學家開展這方面的工作,到二十世紀九十年代初,已有8000多顆恒星的距離被用照相方法測定。在二十世紀九十年代中期,依靠“依巴谷”衛(wèi)星進行的空間天體測量獲得成功,在大約三年的時間里,以非常高的準確度測定了10萬顆恒星的距離。
恒星的距離,若用千米表示,數字實在太大,為使用方便,通常采用光年作為單位。1光年是光在一年中通過的距離。真空中的光速是每秒30萬千米,乘一年的秒數,得到1光年約等于9.46萬億公里。



恒星不永恒:



新恒星的誕生:


當超新星爆炸時,會把大部分物質散落到太空中去,這些物質不僅會有原先在恒星外層的氫和氦,還有碳、氧、硅、鐵等重元素,在這些物質特別密集的區(qū)域就會分別成群地凝聚出新一代恒星,它們類似太陽或比太陽含重元素更多。我們的太陽是這些恒星中的一顆,它們被叫做第二代星。星云是構成恒星的原料,而恒星向空間拋射的物質也成為星云的一部分原料


恒星的生命歷程:

1、恒星也有自己的生命史:
它們從誕生、成長到衰老,最終走向死亡。它們大小不同,色彩各異,演化的歷程也不盡相同。恒星與生命的聯系不僅表現在它提供了光和熱。實際上構成行星和生命物質的重原子就是在某些恒星生命結束時發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的。


2、恒星的壽命:
決定恒星壽命的因素只有一個——質量!
質量愈大,壽命愈短!

太陽可活一百億年,而天狼星的壽命卻只有幾百萬年。按比例來看,如果太陽可活七十歲,天狼星只能活三天!


3恒星的死亡:
①小質量恒星 :紅巨星的外殼慢慢消散→中心的核壓縮成為→白矮星白矮星冷涼了,就成了黑矮星→小一點的恒星,默默的死去。
②大質量恒星:一系列核反應后,他們呈現洋蔥結構→沒有了能量抵抗引力,超新星爆發(fā)→外層被炸飛,剩下的核被壓縮<中子星(10億噸/cm3)/黑洞 >→大一點的恒星,光輝的尾聲。



天文觀測發(fā)現的各種恒星:



恒星的一生:




恒星的命名:


東方:


每一顆恒星都要給它取一個名字,才能夠便于研究和識別。中國在戰(zhàn)國時代起已命名肉眼能辨別到的恒星或是以它所在星官命名,如天關星、北河二等;或是根椐傳說命名,例如織女星(織女一)、牛郎星(河鼓二)、老人星等;或根據二十八宿排列順序命名,例如心宿二等,構成一個不太嚴謹的獨立體系。

中國:


每一顆恒星都要給它取一個獨特的名字,才能夠便于研究和識別。中國在戰(zhàn)國時代起已命名肉眼能辨別到的恒星或是以它所在星官(包括三垣以及二十八宿)命名,如天關星、北河二、心宿二等;或是根據傳說命名,例如織女星(織女一)、牛郎星(河鼓二)、老人星等,構成一個不嚴謹的獨立體系。

西方


星座的概念在巴比倫時期就已經存在,古代的觀星人將哪些比較顯著的恒星和自然或神話等特定的景物結合,想像成不同的形狀。位于黃道帶上的12個星座就成了占星學的依據,許多明顯的單獨恒星也被賦予專屬的名字,特別是以阿拉伯文和拉丁文標示的名稱。
而且有些星座和太陽還有它們自己整體的神話 ,它們被認為是亡者或神的靈魂,例如大陵五就代表著蛇發(fā)女怪梅杜莎。
到了古希臘,已經知道有些星星是行星(意思是“漫游者”),代表著各式各樣重要的神?,這些行星的名字是水星、金星、火星、木星、和土星(天王星和海王星雖然也是希臘和羅馬神話中的神?,但是它們的光度暗淡,因此古代人并未發(fā)現,它們的名字是后來才由天文學家命名的。)。
大約在1600年代,星座的名稱、范圍以及恒星的名字還是由各個地區(qū)自己命名的。1603年,德國天文學家約翰·拜耳創(chuàng)造了以希臘字母序列與星座結合的拜耳命名法,為星座內的每一顆恒星命名。然后英國天文學家約翰·佛蘭斯蒂德發(fā)明出了數字系統(tǒng)的命名法,這就是佛蘭斯蒂德命名法。從此以后許多其他的系統(tǒng)的星表都被創(chuàng)造出來。
西方方面,1603年德國業(yè)余天文學家拜耳建議將每個星座中的恒星按照從亮到暗的順序,以該星座的名稱加上一個希臘字母順序表示。例如獵戶座α(參宿四)、獵戶座β(參宿七)(但事實上獵戶座β比獵戶座α還要亮)。如果某個星座的恒星數目超過24個希臘字母,則接續(xù)采用小寫的拉丁字母(a,b,c...),仍不足再使用大寫拉丁字母(A,B,C...)。
英國首任的天文臺長佛蘭斯蒂德創(chuàng)立了數字命名法,將星座內肉眼可見的恒星由西向東、由北向南依序編號。

其他:


科學界唯一認可能夠為恒星或天體命名的機構是國際天文聯合會。很多的私人公司(例如:“International Star Registry”)以販售恒星的名字為主,但是除了購買者以外,這些名字既不會被科學界認可,也沒有人會使用這個名字,并且有許多組織假稱為天文機構進行詐欺,騙取無知的民眾購買星星的名字




相關高中地理知識點:宇宙的演化

宇宙的演化:


一般認為,我們現在所知的宇宙從整體上看是泡沫狀的。宇宙是沒有中心的,其間的物質分布也大致均勻。
1、宇宙的起源:
大爆炸理論主要觀點大約150億年前,我們所處的宇宙全部以粒子的形式、極高的溫度、極大的密度,被擠壓在一個“原始火球”中。大爆炸使物質四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,后來相繼出現在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。霍金:史蒂芬?霍金,廣泛尊崇為繼愛因斯坦之后最杰出的科學家。黑洞理論和“大爆炸”理論的創(chuàng)立人,著名的《時間簡史》的作者。17歲的霍金患病后只能永遠坐在輪椅上并且失去了語言能力,這位全身只有三個手指能動的殘疾人,卻依靠驚人的毅力完成了一系列驚人的關于大爆炸和黑洞的理論。
2、宇宙的變化發(fā)展:
所有的星系都在遠離我們而去。星系間的距離在不斷地擴大。星系離我們越遠,運動的速度越快。
3、宇宙的將來:
永遠膨脹下去,不斷地擴大,我們將看到所有星系的星球老化、死亡,剩下我們孤零零的,在一片黑暗當中。或者會塌縮而在大擠壓處終結。



宇宙演化三階段:


根據大爆炸宇宙學模型的觀點,宇宙150億年的演化過程分為三個階段。大爆炸的整個過程大致是這樣的:大約150億年前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,并濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大。突然,這個體積無限小的點在四大皆空的“無”中爆炸了,時空從這一刻開始,物質和能量也由此產生,這就是宇宙創(chuàng)生的大爆炸。人們將大爆炸的瞬間定作宇宙年齡“零”時。


1、第一個階段是宇宙的極早期。
宇宙處在這個階段的時間特別短,短到以秒來計,稱為“太初第一秒”。剛剛誕生的宇宙是極其熾熱、致密的,隨著宇宙迅速膨脹,溫度急速下降。宇宙年齡為百分之一秒時,溫度降到1000億攝氏度;宇宙年齡為1秒時,溫度繼續(xù)下降,但仍高達100億攝氏度以上,宇宙處于一種極高溫、高密的狀態(tài),當時除氫核——質子外,沒有任何別的化學元素,只有由質子、中子、電子、光子等基本粒子混合而成,成為熱平衡狀態(tài)下的“宇宙湯”。


2、第二個階段是化學元素形成階段。
大約經歷了數千年。在“宇宙湯”中,原先只有中子和質子等基本粒子,在3分鐘時中子和質子之比為1:6。隨著整個宇宙體系不斷膨脹,溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,化學元素從這一時期開始形成。中子和質子開始核聚變過程,所有的中子迅速合成到由兩個質子和兩個中子構成的氦核中,余下的質子就成了氫原子核。這一時期還合成了其它輕元素,如氘、氚、鋰、鈹、硼等,數量較少。各種輕元素的豐度——即與氫的比例在宇宙各處都是一定的。當溫度進一步下降到100萬攝氏度時,早期形成化學元素的過程就結束了。此時宇宙間的物質主要是這些比較輕的原子核和質子、電子、光子等,光輻射很強,但是沒有星體存在。


3、第三個階段是宇宙形成的主體階段。
這個階段的時間最長,至今我們仍生活在這一階段中。這一階段起始于溫度降到幾千攝氏度時,此時上述各種原子核開始與電子結合為中性原子,這一過程稱為復合。由于溫度的降低,輻射也逐步減弱,宇宙間主要是氣態(tài)物質,這些物質的微粒相互吸引、融合,形成越來越大的團塊。又過了幾十億年,中性原子在引力作用下逐漸聚集,先后形成了各級天體。氣體逐漸凝聚成星云,并逐漸演化成星系、恒星和行星,再進一步形成各種各樣的恒星體系,成為我們今天所看到的五彩繽紛的星空世界。在個別天體上還出現了生命現象,人類也終于在地球上誕生了。



本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/gaozhong/270110.html

相關閱讀:高中地理知識點:城市環(huán)境問題及治理措施