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1、恒星世界與黑洞一、恒星世界恒星是熊熊燃燒著的火球，依靠熱核反應(yīng)產(chǎn)生能量，能夠在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地發(fā)光發(fā)熱。恒星的距離遠(yuǎn)（仙女座星云距離約為200萬光年）。恒星的體積相差較大（由太陽直徑的幾百甚至一、二千倍直到不及太陽的十分之一）。恒星的質(zhì)量差異很大（太陽質(zhì)量的120倍到0.1倍）。恒星的密度差異驚人（大多數(shù)恒星的密度均在水密度的1/100~10倍之間。）恒星的壽命差別很大（一般來說，質(zhì)量越大，壽命越短。一百多億年到幾百萬、幾千萬年。）恒星的星等和光度星等：公元前2世紀(jì)，希臘天文學(xué)家依巴谷就把肉眼能見的星星分成6個(gè)等級，最亮的星
2、為1等，最暗的星為6等。在19世紀(jì)，確定1等星比6等星亮100倍。把比1等星更亮的天體定為0等、-1等、……，而把比6等星更暗的天體定為7等、8等、……。例如，太陽的星等為-27等，滿月時(shí)的月球?yàn)?13等?，F(xiàn)在，天文學(xué)家用集光能力最大的天文望遠(yuǎn)鏡觀測到的最暗的天體，已經(jīng)暗于25等，它們比一支離開觀測者63千米的蠟燭光還暗。光度：恒星的發(fā)光強(qiáng)度稱為光度，就是指從恒星表面以光的形式輻射出的功率。恒星表面的溫度越低，它的光越偏紅；溫度越高，光則越偏藍(lán)。表面溫度越高，表面積越大，光度就越大。光度最大的恒星，可達(dá)太陽光度的100萬倍；而光
3、度最小的恒星，約只有太陽光度的100萬分之一。在天文學(xué)中，把光度大的恒星，稱為巨星；光度小的恒星，稱為矮星。光度比通常的巨星還要大的恒星，則稱為超巨星。恒星的“溫度—光度”圖——赫羅圖從圖中可以看出，熾熱明亮的藍(lán)巨星位于左上方，而比較冷且暗的紅矮星分布在圖的右下角。90%的恒星都位于從左上方到右下方的一條很窄的帶上，這條窄帶就叫“主星序”。處于“主星序”上的恒星被稱為主序星，它們都處于一生中的氫核反應(yīng)階段。當(dāng)恒星核的氫燒完后，它們就離開主序，開始了氦核反應(yīng)繼而成為紅巨星。最終紅巨星坍縮，溫度上升，成為白矮星。根據(jù)恒星的溫度或顏色
4、可把恒星分成以字母O、B、A、F、G、K、M表示的七種類型。O型是熱的藍(lán)星，M型則是較冷的紅星。恒星起源和演化分為四個(gè)階段：恒星產(chǎn)生于原始的分子星云（如圖）。天體是大量物質(zhì)的凝聚，引力使天體物質(zhì)凝聚收縮時(shí)就要釋放出能量。引力收縮階段—恒星的幼年期（“星胚”）最年輕的行星狀星云ngc3132行星狀星云主序星階段—恒星的中年期恒星“點(diǎn)燃”后，核反應(yīng)的外爆輻射壓力與恒星的自身引力平衡，使恒星處于不收縮也不膨脹的相對平衡狀態(tài)，同時(shí)還向外輻射巨大的能量。這是恒星一生中最為壯麗輝煌的中青年期，——“主序星階段”。紅巨星階段—恒星的老年期當(dāng)核
5、心的氫逐漸耗盡而形成“氦核”時(shí)，引力重壓沒有輻射壓平衡，星體中心區(qū)被壓縮，使溫度急劇上升。中心氦核的溫度升高后，使緊貼“氦核”周圍尚未燃燒的氫氦混合氣體受熱，又使氦核外的氫進(jìn)一步點(diǎn)燃。這使得氦球逐漸增大，氫燃燒層也向外擴(kuò)展，從而使星體外層物質(zhì)受熱膨脹起來變?yōu)榧t巨星。白矮星和中子星階段——恒星的臨終期紅巨星或超巨星內(nèi)部能產(chǎn)生熱核反應(yīng)的物質(zhì)都耗盡時(shí)，它的末日也就來臨。此時(shí)，根據(jù)質(zhì)量的不同，恒星分別演化為“白矮星”、“中子星”、“黑洞”。質(zhì)量小于3.5個(gè)太陽，演變成為白矮星氦用完后，恒星的核將開始收縮，剩余的氦又開始燃燒，致使它的外殼
6、再度膨脹，并且向外層空間拋射物質(zhì)，形成一個(gè)“行星狀星云”，而其星核再次坍縮。當(dāng)星核的密度達(dá)到100g/cm3時(shí)，其中的電子被擠壓到了不能再緊密的地步，坍縮也就停止了。等到這個(gè)垂死的恒星將它的外殼全部拋出后，它的核就裸露出來了。這個(gè)核是熾熱的，溫度約為攝氏兩萬五千度，但體積卻特別小，只有地球那么大，被稱之為“白矮星”。現(xiàn)在已經(jīng)觀測到的白矮星有1000顆以上。白矮星由于宇宙中一半以上的恒量擁有伴星，如果其中的一顆成了白矮星，另一顆是主序星，那么白矮星就會從它的伴星中拽出物質(zhì)。物質(zhì)在白矮星周圍聚集，達(dá)到很高的溫度，發(fā)生核聚變并且發(fā)生強(qiáng)
7、烈的輻射，稱這種現(xiàn)象為“新星”，這樣的雙星系統(tǒng)叫做“密近雙星”。大質(zhì)量恒星在經(jīng)歷了超巨星階段后就可能發(fā)生超新星爆發(fā)。超新星爆發(fā)后大約要經(jīng)過一年的時(shí)間漸漸暗淡下來，遺留下爆發(fā)后的星云狀遺跡，被稱為“超新星遺跡”。剩余的那個(gè)已經(jīng)死亡的恒星核便由其質(zhì)量決定而生成為中子星或者黑洞。中子星中國南宋的天象官最早觀測到的一次超新星爆發(fā)的記載及其產(chǎn)物“蟹狀星云”的照片。1．科學(xué)家的預(yù)言(1).拉普拉斯預(yù)言的黑洞1798年，法國天文學(xué)家皮埃爾·西蒙·馬奎·德·拉普拉斯（1749～l827年）提出：一個(gè)密度如地球而直徑為太陽550倍的天體，通過引力
8、的吸引作用，可以將全部光線捕獲，成為不可見的天體，成為人們看不見的“黑洞”。拉普拉斯的預(yù)言，初看好像很“離奇”，其實(shí)它是建立在牛頓經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上的。二、黑洞衛(wèi)星能繞地球運(yùn)行的發(fā)射速度——“第一宇宙速度”其中G為引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。飛船脫離地球的
