一颗恒星的演变过程是什么?

一颗恒星的演变过程是什么?,第1张

恒星的一生依次为:

普通恒星

星云——原恒星——主序星——红巨星——爆炸(引力坍缩)——白矮星——黑矮星(熄灭)

棕矮星:

恒星云——原恒星——棕矮星——黑矮星(熄灭)

超大质量恒星:

恒星云——原恒星——主序星——红巨星——红超巨星——爆炸(超新星爆发)——中子星/黑洞

普通恒星指质量大于太阳质量十分之一到小于太阳质量十倍的恒星、寿命都很长,一般都有几十亿年到一百多亿年。

棕矮星指质量小于太阳质量的十分之一的恒星,无法用热核聚变释放能量,寿命很短。

超大质量恒星指质量大于十倍太阳质量的恒星,寿命也很短,一般只有几千万年。一般而言,质量越大的恒星寿命越短。一般低于二十五到三十倍太阳质量的恒星在超新星爆发后变成中子星,更大质量的恒星则变黑洞。

宇宙的366天NASA生日照片如下:

12月1日

Mars

哈勃在2007年火星接近地球之前不久拍摄到了这张火星图像。白云覆盖着北极地区。中心左下角的长而暗的地貌是峡谷系统的水手谷。

12月2日

WhirlpoolGalaxyinInfrared

这张照片揭示了漩涡星系的骨骼尘埃结构,如红外线所见。这张红外图像中的红色追踪到了银河系的尘埃,尘埃上点缀着成百上千的恒星团,每一团的宽度约为65光年。

12月3日

NebulaandStarClusterNGC3603

在NGC3603中,一个闪烁的星团被气体和尘埃云所包围。这个星团包含一些已知质量最大的恒星。这些巨大的恒星活得很快,死得很年轻,最终在超新星爆炸中结束了它们的生命。

12月4日

AndromedaGalaxyHalo

这张照片捕捉了仙女座星系光环中300000颗恒星(和一个星团)的光线,这是一个巨大的球状恒星云,围绕着星系的明亮圆盘。照片中还嵌入了许多遥远的背景星系。

12月5日

GalaxyM81

“宏伟设计”螺旋星系M81的旋臂充满了年轻的、蓝色的、炽热的恒星。照片中的绿色区域是明亮的气态云,新恒星正在形成。

12月6日

Supernova1987A

这张照片显示了超新星1987A的残骸,天文学家在1987年目睹了附近星系的恒星爆炸。恒星爆炸释放出的物质冲击波正猛烈撞击周围的气体环,使其发光。

12月7日

SouthernRingNebula

这张南环星云的照片清楚地显示了星云中心附近的两颗恒星:一颗明亮的白色恒星,右上角的另一颗则更为黯淡。微弱的恒星实际上是喷射出形成星云的物质的恒星。

12月8日&12月9日

Supernova1987A

这张照片显示了超新星1987A的残骸,天文学家在1987年目睹了附近星系的恒星爆炸。恒星爆炸释放出的物质冲击波正猛烈撞击周围的气体环,使其发光。

12月10日&12月11日

GalaxyM81

“宏伟设计”螺旋星系M81的旋臂充满了年轻的、蓝色的、炽热的恒星。照片中的绿色区域是明亮的气态云,新恒星正在形成。

12月12日

GalaxyClusterSDSSJ1004+4112

名为SDSSJ1004+4112的星系团,它质量如此之大,以至于它的引力使后面星系的光线发生折射。一个遥远的类星体(一个活跃星系的明亮核心)的光围绕着星团弯曲,出现在这张的五个地方。

12月13日

CometWirtanen

在这张照片中,46P/Wirtanen彗星的核心隐藏在彗星后模糊的辉光中心。彗发是一团气体和尘埃,彗星在穿过太阳系内部时被太阳加热而喷出。

12月14日

GalaxyClusterMACSJ11496+2223

这个巨大的星系团是macsj1496+2223。在这张中,来自遥远超新星的光出现在四个不同的地方。当爆炸恒星的光被星系团中一个大星系的强大引力弯曲时,产生了多重超新星图像。

12月15日

GalaxyM81

“宏伟设计”螺旋星系M81的旋臂充满了年轻的、蓝色的、炽热的恒星。照片中的绿色区域是明亮的气态云,新恒星正在形成。

12月16日

AndromedaGalaxyHalo

这张照片捕捉了仙女座星系光环中300000颗恒星(和一个星团)的光线,这是一个巨大的球状恒星云,围绕着星系的明亮圆盘。照片中还嵌入了许多遥远的背景星系。

12月17日

InteractingGalaxiesArp273

Arp273是一对相互作用的星系,形成一个类似玫瑰的形状。螺旋星系中较大的一个,称为UGC1810,有一个圆盘,它被下面星系的引力扭曲,称为UGC1813。

12月18日&12月19日

HubbleDeepField

这张被称为哈勃深场的照片捕捉到了几百个以前从未见过的星系。有些星系很近,有些很远。它们的各种形状和颜色提供了宇宙演化的线索。

12月20日

GlobularClusterM15

这些恒星属于球状星团M15。星团核心左上角的粉红色物体是围绕着一颗垂死恒星的气体云。这是在球状星团中发现的第一个行星状星云,被称为Kuestner648。

12月21日

HubbleDeepField

这张被称为哈勃深场的照片捕捉到了几百个以前从未见过的星系。有些星系很近,有些很远。它们的各种形状和颜色提供了宇宙演化的线索。

12月22-25日

GalaxyNGC4214

矮星系NGC4214充满了年轻的恒星和气体云。这张照片捕捉到恒星诞生过程中形成的发光氢的复杂图案,恒星风吹散的气穴,以及明亮的星团。

12月26日

HubbleDeepField

这张被称为哈勃深场的照片捕捉到了几百个以前从未见过的星系。有些星系很近,有些很远。它们的各种形状和颜色提供了宇宙演化的线索。

12月27日

GalaxyNGC2976

这是NGC2976的内部区域,位于距离地球约1100万光年的大熊座。尽管在这张中没有清晰可见的旋臂,NGC2976其实是一个螺旋星系。

12月28日

GalaxyIZwicky18

这张照片捕捉到了不规则矮星系IZwicky18及其右上角的伴星系。这两个星系相互作用,在IZwicky18中触发恒星形成。

12月29日

NebulaandStarClusterNGC3603

在NGC3603中,数千颗闪闪发光的年轻恒星依偎在一个巨大的星云中。这颗恒星“宝石盒”是银河系中最庞大的年轻星团之一。

12月30日

Stephan'sQuintet

这张特写照片显示了构成Stephan五重奏的五个星系中的四个。这张揭示了明亮的蓝色星团,它们是由一些成员星系之间的剧烈相互作用产生的。

12月31日

GalaxyM81

“宏伟设计”螺旋星系M81的旋臂充满了年轻的、蓝色的、炽热的恒星。照片中的绿色区域是明亮的气态云,新恒星正在形成。

恒星的一生可以分为恒星形成阶段,主序星阶段,红巨星阶段和质量超过9倍太阳质量的大质量恒星红超巨星阶段,以及最后的坍缩阶段

恒星形成阶段

恒星的形成从分子云内部的引力不稳定开始,通常是因为超新星(大质量恒星爆炸)的冲激波触发或两个星系的碰撞(像是星爆星系)。一但某个区域的密度达到或满足金斯不稳定性的标准,它就会因为自身的引力开始坍缩[43]。

分子云一但开始坍缩,个别密集的尘土和气体就会形成我们所知道的包克球,它们可以拥有50倍太阳质量的物质。当小球继续坍缩时,密度持续增加,引力位能被转换成热,并且使温度上升。当原恒星云趋近于流体静力平衡的状态时,原恒星就在核心形成了[44]。这些主序前星经常都有原行星盘还绕着,并且主要的能量来源是重利收缩,引力收缩的期间至少要经历一千万至一千五百万年。

质量低于2倍太阳质量的早期恒星称为金牛T星,质量较大的则是赫比格Ae/Be星。这些新生的恒星由自转轴的两极喷出的喷流,这可能会降低所知的赫比格-哈罗天体小片云气坍缩结果所形成恒星的角动量 [45][46]。 这些喷流,结合来自附近大质量恒星的辐射,有助于驱散形成中恒星周围残余的云气[47]。

在它们发展的早期,金牛T星遵循着林轨迹 ―它们收缩和光度降低,但是温度和其它则大致相同。质量低的金牛T星遵循这样的轨迹进入主序带,质量较重的恒星会先转入亨耶迹。

主序星阶段

恒星一生的90%都是在核心以高温和高压将氢聚变成氦的阶段。在主序带上,像这样的恒星,称为矮星。从零龄主序星开始,氦在核心的比率稳定的增加,在核心的核聚变速率缓慢的增加,恒星表面的温度和亮度也是一样[48]。 以太阳为例,估计从它进入主序带开始,在这46亿年当中,它的亮度已经增加了大约40%T[49]。

每一颗恒星都会形成由微粒组成的恒星风,导致不断喷出气体进入太空。对多数的恒星,这样的质量损失可以忽略不计。太阳每年损失的质量只有10−14太阳质量[50],或是在它的一生中损失大约总质量的001%。然而,质量非常巨大的恒星每年可能损失10−7到10−5太阳质量,显著的影响到它的演化[51]。恒星进入主序带的质量若是超过太阳质量的50倍,在主序带的阶段可以失去过一半的质量[52]。

恒星在主序带上所经历的时间取决于它的燃料量和消耗燃料的速率,换言之就是开始的光度和质量。对太阳来说,估计它的寿命有一百亿年。大质量的恒星燃烧燃料的速度快,生命期就短;低质量的恒星燃烧燃料的速度很慢。质量低于025太阳质量的恒星,称为红矮星,几乎所有的质量都是可以燃烧的燃料,但是1太阳质量的恒星,大约只有10%的质量是燃料。结合它们缓慢的燃烧速率和可以使用的燃料量,依据恒演化的计算,025太阳质量的恒星至少可以维持1兆年(1012),而以氢为燃料的质量最低恒星(008太阳质量)将可以持续燃烧12兆年[53]当恒星的生命结束时,红矮星单纯的只是越来越黯淡[2]。但是,因为这种恒星的生命期远大于现在的宇宙年龄(138亿岁),还没有质量低于085太阳质量的恒星死亡[54],也还未被预期会离开主序带。

除了质量,比氦重的元素在恒星演化中也扮演着值得注意的角色。在天文学中,比氦重的元素都被视为"金属",而这些元素在化学上的浓度称为金属量。金属量可以影响恒星燃烧燃料的速率和持续的时间,和控制磁场的形成[55],并改变恒星风的强度[56]。年老的第二星族恒星的金属量会低于年轻的第一星族,这是由于形成星族的分子云的成分不同。随着时间的推移,因为当老的恒星死去时会将大气层洒落至分子云中,云中的重元素量就会随着时间过去变得越来越丰富。

红巨星阶段

质量不低于04太阳质量的恒星[2]在耗尽核心供应的氢之后,外层的气体开始膨胀并冷却形成红巨星。大约50亿年后的太阳,当太阳进入这个阶段,它将膨胀至的最大半径大约是1天文单位(150 × 106千米),是目前的250倍。成为巨星时,太阳大约已失去目前质量的30%[49][57]。

质量达到225太阳质量的红巨星,氢燃烧的程序会在环绕核心周围的壳层进行[58]最后核心被压缩至可以进行氦聚变,同时恒星的半径逐渐缩小而且表面的温度增加。更大的恒星,核心的区域会直接从氢聚变进入氦聚变[4]。

在恒星核心的氦也耗尽之后,核聚变继续在包围着高热的碳和氧核心的壳层内进行。然后循着与原来的红巨星阶段平行,但是表面温度较高的路径继续演化。

超新星阶段

红超巨星阶段

在氦燃烧阶段,质量超过9倍太阳质量的大质量恒星会膨胀成为红超巨星。一但核心的燃料耗尽,它们会继续燃烧比氦更重的元素。

核心继续收缩直到温度和压力能够让碳融合(参考碳燃烧过程)。这个过程会继续,接续到下一步骤燃烧氖(参考氖燃烧过程)、氧(参考氧燃烧过程)、和硅(参考硅燃烧过程)。接近恒星生命的终点,核聚变在恒星内部可能延沿着数层像洋葱壳一样的壳层中发生。每一层燃烧着不同的元素 燃料,燃烧的最外层是氢聚变,第二层是氦聚变,依序向内[59]。 当大质量恒星将铁制造出来就到达了最后的阶段,因为铁核的束缚能比任何更重的元素都大。任何超越铁元素的融合,与之前的相反,不仅不会释放出能量,还要消耗能量。同样的,它也比较轻的元素紧密,铁核的分裂也不会释放出能量[58]。在比较老、质量比较大的恒星,惰性的铁会累积在恒星的核心。在这些恒星中的重元素或许可能会随着自身的运作方式到达恒星的表面,发展形成所知的沃尔夫-拉叶星,从大气层向外吹送出致密的恒星风。

坍缩阶段

当恒星的核心缩小时,从这个表面辐射强度就会增加,创造出的辐射压会将上层的气体壳层往外推送,形成行星状星云。如果外层的大气已经被推出之后,残余的质量少于14太阳质量,它就会收缩至相对于较小,大约如同地球般大小的物体,称为白矮星。白矮星缺乏进一步进行引力压缩所需要的质量[60]。虽然一般的恒星都是等离子体体,但在白矮星内的电子简并物质已经不是等离子体体。在经历非常漫长的时间之后,白矮星最后会暗淡至成为黑矮星。

更大的恒星,核聚变会继续进行,直到铁核有了足够的大小(大于14倍太阳质量)而不再能支撑自身的质量。在反β衰变或电子捕获的爆发之后,电子会进入质子之内形成中子、中微子和伽马射线,使核心突然的坍缩。由这种突然的坍缩产生的激震波造成恒星剩余的部分爆炸成为超新星。超新星非常的明亮,在短时间内它的亮度可以等同于它所在星系的所有恒星亮度。当它们发生在银河系内,就是历史上曾经以肉眼看见和记载,但在以前不存在的"新恒星"[61]。

超新星爆炸会使这颗恒星的大部分物质都飞散出去(形成像蟹状星云这种的云气[61])。剩下的就是中子星(有些被证明是波霎或是X-射线爆发),或是在质量最大恒星(剩余的质量必须大于4倍太阳质量)就会形成黑洞[62]。在中子星内的物质是中子简并物质,和一种可能存在核心但极不稳定的简并物质,QCD物质。物质在黑洞核心所处在的状态是迄今仍不了解的。

垂死恒星抛出去的外层物质包括一些重元素,可能恒星形成的世代交替中成为新恒星的原料。这些重元素可以形成岩石的行星。从超新星和大恒星的恒星风抛出的物质在星际物质的构成中扮演着重要的角色[61]。

本来想把注释粘上去,奈何贴网址是违规的╮(╯_╰)╭

星云是恒星的摇篮和坟墓

星云是外太空中巨大的尘埃和气体云,是新恒星诞生的温床。一些星云是恒星死亡的结果。在其生命周期完成后,一些恒星会爆炸成超新星,将巨大的碎片和气体云抛入太空。当诸如气体和尘埃颗粒等星际物质在太空中聚集并由于重力形成团块时,会形成其他星云,从而形成 密度越来越大的区域。

这些云层深处的湍流会产生被称为“结”的高密度区域。当结果包含足够的质量时,气体和尘埃会因引力而坍塌。当结界塌陷时,重力压力会导致中心的物质升温,从而产生一颗恒星。当原恒星的核心变得足够热以点燃聚变时,一颗恒星就诞生了。

然而,并非坍缩云中的所有物质最终都成为恒星的一部分。剩余的尘埃也可以合并成行星或小行星等较小的物体。根据 Hubblesite 的说法,恒星形成的三维计算机模型预测,坍缩的气体和尘埃通常会分解成两个或更多不同的斑点。研究人员认为,这就是银河系中大多数恒星成对或成群的原因。

猎户座星云是最亮的星云之一,距离我们大约 1,345 光年。这也是离地球最近的恒星形成区。

然而,猎户座并不是最近的星云。卡尔·路德维希·哈丁在 1800 年代初发现的螺旋星云被认为是离地球最近的星云。它位于大约 655 光年的距离处,但它由一颗死星的废墟组成,不能产生新的物体。

星云是如何形成的?

虽然太空可能看起来是空的,但它实际上包含相当数量的气体和尘埃颗粒,即所谓的 星际介质 (ISM)。其中大部分由气体组成,其中约 75% 的氢气和约 25% 的氦气。星际介质包括中性原子和分子以及带电粒子,例如离子和电子。通常,这些粒子非常分散,平均密度约为每立方厘米 1 个原子。(相比之下,在海平面,地球大气 每立方厘米包含大约25 x 10 18 个 分子。)

尽管这是一个非常低的密度,但在广阔的星际距离上,物质的总量可以加起来相当多。随着时间的推移,万有引力会导致这种物质凝聚成越来越大的团块。在高密度区域,来自重力的压力可能导致气态材料加热到足以点燃聚变。当这种情况发生时,可能会形成新的恒星。

然而,引力并不是星云形成的唯一方式。当一颗足够大的垂死恒星在超新星中爆炸时 (一种标志着恒星生命周期结束的天文事件),从爆炸中喷出的物质,以及在冲击波中扫过的其他星际物质,可以形成一种星云 称为超新星残余星云。这些并不总是可见的,但由于与周围星际介质的相互作用,可能会发出强大的 X 射线和无线电波。残余星云最终会分散到 ISM 中,通常在数十万年之后。

另一种在低质量恒星(质量在 1 到 8 个太阳质量之间)死亡后形成的星云称为行星状星云。

行星这个词有点误导,因为这些星云与行星无关。相反,它们是由 19 世纪的天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)命名 的,因为 在望远镜中 观察时,这些新物体类似于气态巨行星。

在其生命周期结束时,恒星会从其外层爆炸。 来自外层的物质分布在垂死的恒星周围,并导致行星状星云的形成。恒星膨胀核心释放的辐射使爆炸产生的碎片和气体电离。此时,当核心仍在燃烧热量时,它被称为白矮星。随着行星状星云的核心冷却,它变成了一颗黑矮星。

矮星(如美杜莎星云)和超新星残余星云(如蟹状星云)死亡产生的行星状星云不能产生新的恒星,但像天鹅星云或猎户星云这样的星际分子云却是活跃的恒星托儿所。大多数星云很大,大小跨越数光年,但它们的密度非常低,例如,地球的重量是 5972 x 10 24 公斤,但与地球大小相同的星云只有几磅重。

星云的类型

除了超新星遗迹和行星状星云,还有其他三种类型的星云。大多数都属于漫射星云,这意味着它们没有明确的边界。漫射星云根据它们在可见光下的行为被细分为两类——“发射星云”和“反射星云”。除了这些,还有暗星云。

发射星云

发射 星云 由发射光波长的 电离气体云组成。它们的密度差异很大,它们的质量通常在 100 到 10,000 个太阳质量之间。

当 含有高比例 中性氢原子的星际气体云 被热 O 型恒星(表面温度通常在 25,000–50,000 K 左右的蓝白色恒星)电离时,就会发生这种情况。这些会释放出大量的高能光子。这些光子将中性氢原子分解成氢核和电子,氢核和电子在激发态重新结合形成中性氢。当中性氢原子返回到较低的能量状态时,它们会发射光谱红端波长的光子,使发射星云呈现出独特的红色。

发射星云通常被称为 HII 区域,因为它们主要由电离氢组成(天文学家使用术语 HII 来指代电离氢,而 HI 用于中性氢)。

反射星云

当 来自恒星的光 被邻近的尘埃云散射或反射时,就会产生这些影响。最亮的反射星云被 B 型恒星照亮。它们非常明亮,但温度通常低于约 25,000 开尔文,比产生发射星云的 O 型恒星还要低。

散射光略微偏光。由于云中尘埃颗粒的大小与蓝光的波长相近 ,蓝光被散射最多。结果是这些星云通常呈蓝色。

暗星云

这些包含非常高浓度的尘埃颗粒,因此它们会散射和吸收入射光 ,使它们在太空中看起来像一个黑暗的斑块。当它们位于较亮区域(例如发射星云)或拥有大量恒星的区域之前时,它们最为引人注目。 众所周知的例子包括在南半球可见的煤袋星云和马头星云。

暗星云也非常凉爽,平均温度在 10 到 100 开尔文左右。这些低温促进了氢 的形成,这就是为什么暗星云通常充当丰富的恒星形成区域。

包含超过一百万 个太阳质量 的物质并延伸超过 650 光年或以上的 大型暗 星云被称为巨型分子云。最小的被称为 Bok 球体,直径可能不到 3 光年,包含不到 2,000 个 太阳 质量的物质。

关于星云的有趣事实

以下是关于外太空尘埃云的一些令人惊讶的事实:

许多人可能认为星云只是天文学家通过望远镜成像的彩色尘埃云(即使用肉眼也可以观察到猎户座星云这样非常明亮的星云),但它们远不止这些。不仅恒星和太阳系诞生于其中,而且我们的整个宇宙也通过这些恒星云不断演化。

从恒星的降生和演化过程来看,这是不可能的,宇宙再大,也容不下这种违背规律的怪物存在。

恒星不是在虚空中产生,它们都降生在富含氢元素的气体与尘埃云中,由于引力或其他恒星产生的光压扰动使星云部分密度变得不平均,逐步在引力作用下凝聚出密度越来越大的物质团,随着密度的增大,引力效应越来越强,吸纳、兼并四周的物质团汇入这个质心,并取得角动量构成盘状漩涡,在中心区域,因热力学第一定律,被紧缩的气体温度会升高,这个过程需求大约几百万年,直到压力与温度使氢元素开端产生聚变反响,之后原恒星云中心的物质获得压力与引力的均衡,开端一段时间相对稳定的输出,就成为所谓的主序星。

恒星的质量和大小,取决于它出生时所在星云区域的物质散布密度,越稠密的星云,越有哺育出大质量恒星的潜力,固然在初始阶段,原始恒星吸纳的物质可能会十分多、质量十分大、直径十分宽广,远超我们的太阳。但是会有限度的,假如一颗巨型恒星在恒星中心惹起核聚变所发岀的光压能量超出它自身质量惹起的重力,就称为爱丁顿极限。超越这个极限,恒星将会开端推挤本人,理论上由于恒星风会排挤过多的物质,一颗宏大的恒星不能不断维持如此宏大的质量。

当中心的恒星开端疾速向外辐射能量时,这个原始恒星靠拢的大局部物质都将被吹离中心,剩余的能够被称为恒星的中心物质团不可能到达直径1光年。并且这种超大质量恒星一旦开启核聚变,其熄灭速度也将远比我们的太阳狂暴,由于质量庞大,中心的密度与温度远超普通的恒星,恒星中心的氢元素会在短时间内聚变出氦核,氦核可能立即接受不住高压高温,开启氦核聚变,氦核的聚变反响释放的能量更强、更快,此时恒星的氢外壳收缩,看起来会愈加宏大,但它同时也在损失质量。

一颗超大质量恒星走向沦亡后,留下的超新星遗址或许能超越1光年范围,但是此时它曾经不能被再被称之为是一颗“恒星”了。

大约在50亿年前,邻近地球的太阳星云(这个星的物质将要形成我们的太阳系)中有一颗质量比我们的太阳要大出许多倍的恒星,将要耗尽它核心部分的氢燃料时,由于缺少足够的能量来支撑自身,这颗恒星发生了坍缩。奇妙的是,这种坍缩产生了另一种类型的能量——重力势能,即使一个物体在重力作用下得以运动的那种能量。大量重力势能的释放,使恒星变得极其炽热,引燃了它的氦。在这个可怕的炼狱里,产生了从锂到铁的一切中等重量的元素。

后来,恒星的氦储备也耗竭了,其核心猛烈坍缩,发送出冲击波,穿过银河系的这部分空间。冲击波的能量快速地铸造出金、铀等重元素。把轻元素与中重元素转变为重元素的热核反应爆发出一颗超新星——犹如银河系中的原子弹。爆炸使恒星炸开,新生物质被抛射到外面的星云中去。随着超新星的爆炸,可怕的冲击波通过粉碎、压缩作用,产生了巨大的恒星云。

在附近的恒星云中,有一个恒星云变成了我们的太阳系。冲击波引起了不可思议的扰动,释放出各种类型的能量。重力把移动物体朝里面拉,发出重力势能。尘埃与气体颗粒越来越接近,小粒子形成大颗粒,同时释放出动能。运动中的物体具有动能,一旦静止不动时,动能就要释放出来。在宇宙碰撞事件中,动能是非常重要的角色。

几种过程互为补充,形成了我们的太阳系。重力继续不断地把物质吸引到星云的核心,进一步增加了它的重力。角动量(自旋物体的旋转能)使星云转得越来越慢。星云的大部分质量集中于其中心,剩余的一部分质量形成一个巨大的碟子,向外作螺旋运动。碟子里储存着太阳系的全部化学元素,包括“大爆炸”开始时的氢与氦,加上多次超新星爆发时生成的元素。制造生命的材料——简单有机分子在星云里也有。

太阳星碟不断分崩离析,一阵阵新释放的能量爆发使温度缓慢升高。大约5000万年以后,星碟核心达到极高温度,开始了由氢聚变为氦的热核反应。太阳燃烧起来了。

在燃烧的恒星中,气体压力大大增强后,重力坍缩停止了。太阳星碟中的温差很悬殊,从中心温度的20000℃以上直到边缘的-270℃,后者就是我们太阳系外缘目前的温度。物质在逐渐冷却的星碟中凝聚,重力把最重的元素集中到中心。这些金属与岩石化合物成了内行星的组成成分。与此同时,太阳附近较轻的气态元素汽化而挥发了。在星碟较冷的外缘,挥发物较为稳定,它们互相化合,产生了水、甲烷、氨等化合物。

在太阳星碟内部,分子碰撞后聚合成颗粒,后者又会产生砂砾、岩石与球石。物体增大以后,它们的撞击烈度也有所增加。千万年过去了,卵石成了微星,岩石的直径也可达到数十公里。较大的微星,其引力场已经相当强,足以吸引较小的物体。这样演变的结果,最后留下的只有庞然大物,而它们之间的碰撞逐步形成行星。内行星的生长、增大正是通过星碟内部不断添加金属与岩石而成。外行星则是由太阳系外缘部分的岩石与冰块的微星聚合而成的。

我们的太阳与行星大体上是在46亿年前同时形成的。科学家们认为行星的聚合需要1亿年左右,较大的外行星更长些,而较小的内行星则稍短些。

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