恒星的燃料越少,发光的时间反而越长?

问大家这样一个问题:如果有两颗恒星,一颗和太阳的质量相仿,另一颗为两倍的太阳质量,那么它们哪一颗的寿命会更长一些?相信绝大多数人都会选择后者。但实际上情况恰恰相反,并且差距之大一定会超出你的想象。与太阳质量相仿的恒星寿命约有100亿年,而2倍太阳质量的恒星寿命只有区区10亿年!!!不仅如此,如果某颗恒星质量有太阳的数倍甚至数十倍,那它的寿命可能连1亿年都不到。恒星海山三,质量大约为太阳的150倍,它的寿命只有区区100万年!!!在宇宙尺度上,这真的是眨眼即过的。

为什么会有这种情况呢?这必须要从恒星诞生的机理开始说起。当一团原始星云受到未知扰动逐渐聚集在一起并在引力的作用下体积日渐缩小,一颗恒星的本体就算形成了,但在没有发光放热之前还不能算是一颗合格的恒星。该星体在引力的作用下体积逐渐缩小,物质的势能转变为热能使其中心温度逐渐增加,巨大的压力也释放出大量热量并且使得核聚变所需的温度降低。在温度和压力的共同作用下,恒星中心的元素成功开始核聚变。当内部的辐射压力与该恒星的引力平衡以后,一颗正儿八经的恒星才算产生了。

通过上述过程,我们可以了解,某颗恒星的质量越大,其星体的引力就越强,物质向中心压缩的趋势也就越强烈,恒星中心的温度和压力也就越高,恒星中心发生的聚变反应就会越强烈,向外发出的辐射压力也就越强。虽然这样的恒星仍然可以保持平衡,但中心核反应剧烈,维持核反应的原料消耗的就快了。一旦原料消耗殆尽,恒星就走上了另一条道路,前途很有可能就是灭亡了。

相反,恒星的质量越小,内部的温度和压力就越低,聚变反应就越平稳,因而可以维持更长的时间。

需要知道的是,单位时间内聚变反应物的消耗量与恒星质量相比不是成比例的,这种差异是呈级数增长的。也就是说质量增加一倍,反应速率可能会增加十倍。同理质量减少二分之一,反应速率也可能减小十倍。虽然这不是一个准确数值但大体如此。

当然恒星也不能毫无道理的一直小下去,恒星的质量下限大约是0.08倍的太阳质量,如果小于这个质量,其中心的温度和压力将不足以引发聚变反应,因而也就不可能称为一颗恒星了。这样的恒星寿命究竟有多久呢?大约是1500亿年!!!这才是真正的与天地同寿日月同辉!

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