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红巨星——恒星的老年阶段

    

    当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。

    称它为“巨星”,是突出它的体积巨大。在巨星阶段,恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。

  称它为“红”巨星,是因为在这恒星迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些,可红巨星的体积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮。肉眼看到的最亮的星中,许多都是红巨星。

  在赫-罗图中, 红巨星分布在主星序区的右上方的一个相当密集的区域内,差不多呈水平走向。

  我们来较详细地看看红巨星的形成。我们已经知道,恒星依靠其内部的热核聚变而熊熊燃烧着。核聚变的结果,是把每四个氢原子核结合成一个氦原子核,并释放出大量的原子能,形成辐射压。

    处于主星序阶段的恒星,核聚变主要在它的中心(核心)部分发生。辐射压与它自身收缩的引力相平衡。

  氢的燃烧消耗极快,中心形成氦核并且不断增大。随着时间的延长,氦核周围的氢越来越少,中心核产生的能量已经不足以维持其辐射,于是平衡被打破,引力占了上风。有着氦核和氢外壳的恒星在引力作用下收缩,使其密度、压强和温度都升高。氢的燃烧向氦核周围的一个壳层里推进。

  这以后恒星演化的过程是:内核收缩、外壳膨胀——燃烧壳层内部的氦核向内收缩并变热,而其恒星外壳则向外膨胀并不断变冷,表面温度大大降低。这个过程仅仅持续了数十万年,这颗恒星在迅速膨胀中变为红巨星。

  红巨星一旦形成,就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。 
  

 

感谢国家天文台LAMOST项目之宇宙驿站提供网络空间

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