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科学史话 | 起源的故事——恒星的史诗(下)

发布时间:2024/10/18浏览次数:

上次笔者为大家揭示了恒星的诞生与成长,然而恒星的衰老和毁灭也同样的令人感叹。

恒星在进行着氢核聚变抵抗着重力的作用,太阳也不例外。对于其他恒星的研究也让我们对太阳的命运有所了解。当氢燃烧殆尽,恒星的生命也将走向尽头,这个时候内核已经没有氢进行氢核聚变,外层的氦核开始进行聚变。这个过程会发生一个非常恐怖事件,任何的恐怖片都只能望其项背。外层的核聚变会让恒星的大气层向外膨胀,这个时期的恒星会变得无比巨大,亮度更是从前的数千倍,变成宇宙中最具破坏性也最具创造性的恒星——红巨星。这个时期恒星内部的那场战争也开始落下帷幕,重力和聚变的能量无法维持平衡,恒星会开始向外膨胀,狂暴的能量向外发出,温度逐渐下降。这个时候的太阳已经不是以前的那个守护者,而是一个暴躁的毁灭者,它的内核温度依然很高却早已经死亡,外层发生的氢核聚变会使外层大气膨胀。膨胀的结果就是它会亲手毁去曾照顾过的行星,包括他曾最疼爱的孩子——地球,那时恐怕就是地球真正的末日了。太阳,这个曾经创造并哺育了地球的恒星,在他晚年的时候却又要亲手毁去所有的一切,这又何尝不是一种宿命呢,这也是大多数恒星在诞生时便注定了的命运吧。

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在毁灭的同时,晚年的恒星也充满了创造的一面。在引力和核聚变对抗的最后阶段,恒星通过氦核聚变产生了大量的碳和氧这两种宇宙中最丰富的基本元素。恒星不仅会发出耀眼的星光,更是宇宙的炼金术士,创造出组成宇宙的各种元素。在引力和核聚变的战争结束后,恒星的外包大气层将和内核分开,将氧和碳释放。经过这一个绚丽的过程后,只剩下燃烧的残骸——白矮星,而后逐渐冷却。这也许就是我们太阳最终的命运了。

对于那些大质量的恒星,他们可不会就这样悄无声息的结束自己的一生。他们选择一夜之间让自己变成夜空中最耀眼的星星——超新星爆炸,用这样的方式昭告自己生命的尽头已到。超新星爆炸是一个非常剧烈的过程,科学家们通过其发出的光谱研究它所释放出来的物质。我们已知的地球由92种元素组成,而恒星也是由元素组成,每种元素在燃烧是会释放不同的光谱,通过观察超新星残骸发出的光谱我们便可以分析出其元素的种类。借此我们可以窥见元素的起源,前文所述红巨星的温度不足以产生所有的元素,而超新星爆发产生的能量却可以提供足够的温度进行核聚变产生更重的元素,这一过程几乎产生了所有的元素:碳、氧、钙、铁等等。这么看来其实你我皆是宇宙中的星尘,说得不浪漫一些——就是核废料。

到此我们走完了恒星的一生,但真的结束了吗,我看不然。恒星在经过几百代的创造与毁灭后,才有可能创造出生命,但生命的尽头却又是在恒星的死亡中结束,充斥着宿命感,也许无尽的轮回才是它的归宿。超新星爆发的最后,剩下的是一片寂静而又绚丽的片片星云,在这片星云中又发生着一个关于创生的故事。

故事又回到宇宙深处那一片昏暗又寒冷的气体云,它们非常巨大,直径可达数百光年,恒星就在里面诞生……






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