天文讲座 初论恒星-曾阳.doc

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初

论

恒

星

前言

茫茫宇宙、星汉灿烂。

晴朗的夜空中闪耀着无数的星星，这些星星，像五颜六色的宝石般，镶嵌在天穹上，灿烂夺目。我们能看见的星星，除去极少数是我们太阳系的大行星，其余都是恒星。

用现代天文望远镜观测到的宇宙，大约由10^10个星系组成，如果要问，宇宙中主要的天体是什么，我想这个回答将毫不含糊，是恒星。

恒星是组成恒星系的基本单位，是天体演化史上的极为重要的一环。我们的银河系，90%以上的物质都集中于恒星中，其他星系也类似。众所周知，宇宙中的所有物质都要经历等离子体这一物态，宇宙中的物质都有恒星相。可以说，在宇宙演化的现阶段，宇宙中的物质形态，主要是取决于恒星的形态。恒星也是我们目前已知生命形式的最终能量来源，恒星演化过程中产生的各种物质，组成了我们目前已知的世界，包括组成我们的身体各种元素。

了解恒星，意味着了解宇宙的演化史、意味着了解太阳系的前世来生，以及我们人类的最最根本的起源。

作为天文爱好者，我们不用去研究那些深奥的数学公式和理论模型，不用去分析那些纷繁复杂的观测数据。

我们要做的，是在感叹恒星闪耀夺目的同时，再适当去了解一下恒星的理性之美。

目录

一、恒星概述

二、恒星的命名与分类

1、恒星的命名

2、恒星的分类

3、赫罗图

三、恒星的结构和特性

1、恒星的一般结构

2、决定恒星特性的要素

3、恒星的能源供给

四、恒星的演化

1、吸积盘和原恒星

2、恒星的诞生

3、不同质量恒星的演化

（1）中低质量恒星的演化

（2）大质量恒星的演化

（3）主序星

4、恒星演化的终产物

一、恒星概述

人类对于恒星，不算陌生。每天东升西落的太阳，便是茫茫星海中的普通一员。

在古代，智者通过观察夜空，发现很多的星星在固定时间出现在天球上的固定位置，星星之间的距离、相对角距都不曾发生改变。于是，智者们发明了“恒星”一词，恒,即为固定、永恒。对于观测技术有限的古代先贤，对恒星的理解，仅限于它们在天球上的运动轨迹。

到了近代，倚靠文艺复兴和工业革命积淀了上百年的科技成果，我们慢慢揭开了恒星神秘的面纱。

现代，通过日新月异的高科技观测手段和高性能计算机辅助完善的理论模型，我们对于恒星的认知，达到了新的高度。

什么是恒星？用一句通俗易懂的话来阐述什么是恒星，我个人组织的语言是，它一个可以自己发光发热的巨大气球，恒星的标准定义是。

1、由炽热的气体组成；

2、能够通过自身引力点燃内部核聚变反应释放能量；

3、达到流体静力平衡即能形成球状或近似球状。

现阶段宇宙中的大多数物质隐藏在恒星内部，那里的温度达几千万摄氏度，密度也高的吓人，物理条件同热动平衡几乎没有任何差别。宇宙中物质的主要演化，过去、现在、包括很久以后的将来，都是在恒星内部发生的。宇宙物质的演化，在恒星的内部，沿着重元素丰度增高的方向进行着，物质按照自然规律，从一种理想气体转变为很密的简并气体，甚至变成了中子化的物质，有的恒星在演化的最终阶段还能变为黑洞，恒星的存在，也证明了宇宙中物质演化过程的不可逆性。

我们通过对恒星的大量的极为丰富的观测，目前可以把众多恒星的主要表征参量归纳如下。

质量范围约为：10^-1M⊙≤M≤10^2M⊙

半径范围约为：10^-3R⊙≤R≤10^3R⊙

光度范围约为：10^-4L⊙≤L≤10^6L⊙

这些经验参量，代表了绝大部分正常恒星的观测特征，这些参量，与之后我们要谈到的恒星演化有极为密切的关系。

二、恒星的命名和分类

“恒星”是对这类天体的总称，我们接下来首先要认识如何具体的称呼他们，以及这些称呼背后的划分标准。

1、恒星的命名

人无名则不立，恒星也是一样的。

（1）恒星的专名；

许多明亮的恒星都有专名，有些专名源自希腊和罗马，有些源自中国。

例如：Sirius(中文名：天狼)

Spica(中文名：角宿一)

还有一些源自阿拉伯；

例如：Aldebaran（中文名：毕宿五）

（2）Bayerletters

专名带有浓重的感性色彩，故严谨的天文学家们不太喜欢使用这些专名，而是更倾向于使用德国天文学家J.Bayer于1603年创立的希腊字母命名系统，即Bayerletters（拜尔星名字母），该系统命名规则以星座名称加希腊字母命名恒星，一般以该星座最亮恒星为α星，次亮的为β星，以此类推；

例如：

天鹰座牛郎星αAquilae

英仙座大陵五βPersei

（3）Flamsteednumbers

1725年，英国皇家天文学会的Flamsteed出版了一部星表，该表中，恒星按照所属星座天区的赤经排序，使用星座名加阿拉伯数字的命名规则。

例如：

参宿四58Orionis

（4）