(圖片來源:NASA)
大約50億年前,一顆新的恒星誕生了。從整個宇宙的歷史來看,它屬于第二代或者第三代恒星,形成于一次星際氣體和塵埃云的引力塌陷事件。在一片星云中,那些密度較高的星際塵埃區(qū)域加速旋轉,逐漸聚集在一起,形成了新的恒星。
這顆恒星就像一個巨大的燃料池,最中心的區(qū)域堆滿了燃燒的原料——氫氣。氫氣分子由氫原子構成,后者是宇宙中結構最為簡單的一種原子,原子核中只有1個質子,所以它所對應的氫元素在元素周期表上排第一個。在恒星中心的氫燃料池中,不斷有氫原子核聚集在一起,變成一種新的元素,在元素周期表上排在第二位的氦原子核。
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你也許會問,如此結構簡單的原材料,發(fā)生化學反應會帶來很大的變化嗎?千萬別小看了它的威力,這樣的反應名叫“核聚變”,放出的能量非常驚人。你在新聞里聽到的令人聞風喪膽的核武器——氫彈,采用的就是相同的化學反應過程。
在氫原子核聚變的同時,部分能量會以光子的形式釋放出來,它們跨越漫長的距離,從這顆恒星的中央來到表面,并以可見光的形式把光亮照向遠方。如果這只是一顆普通的恒星,我們將在茫茫夜空中,看到它閃爍的身影。但相比于浩瀚宇宙中的其他任何一顆恒星,這顆離我們最近,它會在清晨出現(xiàn)于東方的地平面,照亮我們的世界。
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猜到了嗎?這顆恒星名叫太陽。
已經誕生了約50億年的太陽,每分每秒都在勤勤懇懇地燃燒著自己?,F(xiàn)在的它正處在一生中最充滿干勁的日子,但就像每一個生命都要經歷生老病死,每一顆恒星也有完整的一生。
從太陽誕生那刻起,它里面的所有燃料就被一次性加滿了油。在日積月累的核聚變中,這些氫氣注定會越用越少,它的命運也將走向下一階段。大約50億~60億年后,太陽中央的氫核幾乎完全變成了氦核,氫聚變反應便開始向外層遷移。而中心的物質則會聚集地更加緊密,在巨大的壓力和高溫下,一種新的聚變反應發(fā)生了。氦原子核聚集,產生碳和氧。這時的太陽成為了一顆紅巨星,它的外側會逐漸膨脹冷卻,大氣以星風的形式飄散到宇宙中,吞噬掉水星和金星,甚至是地球。
不過,這也只是一次短暫的涅槃重生。就像中心的氫核會被用光一樣,氦核同樣會被用完。到那時,太陽的內部將繼續(xù)收縮,并迎來最后一輪核聚變。在反復的膨脹收縮中,更多的大氣飄散到宇宙,伴隨著絢麗的輻射,太陽的質量也越變越小。
故事的最后,裸露的太陽核球在宇宙中孤獨地慢慢冷卻,它會變成一顆白矮星,并最終成為黑矮星,直至生命盡頭。
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茫茫夜空里那些眨著眼睛的星星,都會和太陽經歷相同的命運嗎?并不是這樣的。恒星的一生如何度過取決于它的質量,那些和太陽質量相仿的恒星會走過相似的生命歷程。而如果一顆恒星在坍縮后的質量仍超過太陽的兩倍,那么它會經歷絢麗的超新星爆發(fā),并最終變成一顆中子星。超新星爆發(fā)的過程,往往孕育著下一代恒星。而假如這顆恒星在超新星爆發(fā)后的質量仍然比太陽大5倍,它的結局就更酷更神秘了——黑洞誕生。
馬克·吐溫曾在小說中寫道:“我們總是仰面躺著看那些亮閃閃的星光,討論著它們是被創(chuàng)造出來的還是自然形成的?!?/p>
或許,那些亮閃閃的星光,正是宇宙這位神秘魔術師一手打造的。每顆恒星走完的一生,都是在時間的長河里,一段獨一無二的美麗故事。
本文來自:中國科學技術館
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