恆星誕生 元素製造廠
原子誕生以後,接著是宇宙沒有重大變化的3億年,這一時期宇宙里沒有太陽這樣的恆星,宇宙里沒有任何天體存在,這一時期叫做宇宙的黑暗時期,這時期的宇宙里基本上只飄蕩著氫氣和氦氣。
這個黑暗時期在蘊釀產生恆星和星系等等天體的條件。推動這個蘊釀過程的原動力就是引力。引力又叫萬有引力,就是萬物一切有質量的物體都具有的一種吸引力。
氫氣和氦氣雖然很輕,但也有質量,有質量就能夠對周圍施加引力。如果氣體在宇宙中的分布是完全均勻一致的,那麼無論過多長久的時間都不會發生變化。而剛誕生的宇宙其中是有一點密度上的差異,有一種觀點認為,氣體密度差異變得越來越大,是受暗物質引力的影響。
宇宙中氣體的密度比周圍稍微高一點的區域向周圍施加的引力要稍微大一些,於是吸引了周圍的氣體向這裡聚集,聚集周圍的氣體後,氣體團的密度進一步增大,引力變得更強,於是吸引周圍更多的氣體向這裡聚集。在這種過程中,宇宙里氣體密度分布的差異越來越大。
宇宙誕生後大約過了3億年,那時候的宇宙的大小大約是現在宇宙的15分之一左右,宇宙各處的氣體團的密度比較大的部分已經成長為太陽質量的100分之一, 這些氣體團就是所謂的天體雛形,叫做原始恆星。
這之後,這些原始恆星繼續聚集周圍的氣體,經過一千年~一萬年的時間成長為巨大的恆星,被稱為「首批亮星」~第一代恆星誕生了。
恆星是像太陽一樣能夠自行發光的天體,發光的能量來源於恆星內部的核聚變反應。
第一批亮星全部是質量非常大的巨型恆星,要在天體內部的中心自發啟動核聚變反應,前提條件是組成天體的氣體團必須要在自身引力下充份收縮,使天體的中心部分處在高溫、高密度狀態。
宇宙那時候只有氫和氦這兩種不容易收縮的氣體,不容易形成天體,所以只有聚集了大量的氣體,形成巨大質量的氣體團才會有足夠的引力,引起氣體團的充份收縮,才能使氣體團的中心處在高溫、高密度的狀態,引發核聚變反應。
所以首批亮星的質量是太陽的幾十倍到一百倍。
太陽表面的溫度是六千度左右,而首批亮星的表面的溫度是十萬度。
恆星的顏色取決於表面溫度,在十萬度高溫時顯示為藍白色,所以首批亮星發出的光是藍白色,亮度是太陽的幾十萬倍到一百萬倍。
在首批亮星的中心部分先進行有氫合成為氦的核聚變反應,在用完中心部分的氫之後,接著是氦與氦之間的核聚變反應,合成碳和其它元素的原子核。在這個合成元素的過程中,恆星中心部分進行的核聚變反應使用的較輕的元素的原子核一旦用完,接著就會將較重的元素的原子核當燃料繼續新的核聚變反應,合成更重的元素的原子核。
每一顆恆星都是宇宙的元素製造廠。
這個過程不會一直持續下去,恆星進入晚年後,使恆星向內收縮的引力和使恆星向外的膨化氣體間的壓力平衡被打破,恆星開始向外膨脹,使恆星的直徑增加一百倍之上。
這種膨脹的恆星的中心部分已經全部核聚變成了鐵元素,然後停止核聚變反應,鐵原子核是最穩定的原子核,穩定到足以終止恆星中心的核聚變反應。停止核聚變反應的恆星最後會發生超新星大爆發。
第一代恆星在它們誕生後三百萬年左右就會發生超新星大爆發。通過超新星大爆發,恆星將它之前合成的各種元素散布到宇宙中,這時候的宇宙已經有了比較多的元素,以這些元素為原料再形成第二代、第三代……恆星。
這些恆星再製造更多的元素,我們身體里的各種元素就是恆星用這種方式製造出來的。
首批亮星大爆發後,會在暴發的中心留下一個黑洞,黑洞是一個引力強大到,能夠吸引黑洞附近包括光在內的一切物質的天體。任何物質和光被黑洞吸引到它的界面內後,都逃不出來。
首批亮星爆發後產生的黑洞,直徑大約為三十公里,質量約是太陽的十倍。凡是質量超過太陽二十倍的恆星最後都會在大爆發後留下一個黑洞。
歡迎您的關注,轉發,推薦,評論。


TAG:高陽觀史 |