什么因素决定恒星命运的终点

什么因素决定恒星命运的终点

“恒星的寿命、演化特征,以及最终归宿,都是由质量和金属丰度来决定的,质量是最重要的因素,金属丰度是次要因素”。

恒星的一生,都在与其自身引力做斗争。在内部的氢元素逐渐聚变为氦、碳、硅,直到铁元素的过程中,会产生巨大能量来支撑恒星与其自身引力相抗衡。质量越大、金属丰度越低的恒星,其核聚变的原料更加充沛。当所有的核聚变原料用光,恒星将无法再抵抗引力,自行坍塌,走向生命的终点。

以太阳为代表的小质量恒星,进入红巨星阶段后,演化速度大大加快,中心区域温度持续升高,密度不断收缩,最后抛掉外层气壳,剩下一颗致密和炽热的白矮星,逐渐冷却成又小又暗的黑矮星。

质量和体积较大的恒星,在演化的终点会爆炸,迸发出盛大太空焰火,即超新星爆发。如果留下的恒星核心“残骸”质量足够大,在1.4—3个太阳质量之间,它会坍缩为“中子星”。质量更大的恒星核心,最后会坍塌为黑洞。

尽管核聚变的原料更充沛,但质量越大的恒星,寿命反而越短。“大质量恒星辐射的光度比较大,能量消耗得更快一些,所以寿命相对比较短”。恒星以发光的方式向外辐射能量。对于主序星来说,它的光度与质量的四次方成正比。也就是说一颗质量为太阳质量10倍的恒星,每秒辐射的能量是太阳的104倍,因此比太阳更快地走向衰亡。