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恒星的童年(下) 恒星秒下

2020-01-01 00:00:00私享空间
                                                                                                                   前主序星      典型稠密核的质量一般都大于恒星的质量。因此,一定有某种机制可将多余质量扫走,并阻止质量不断由外面流入。大部分天文学家现在相信,在原始星球表面会喷出强烈的星际风,可以将流人

  前主序星    典型稠密核的质量一般都大于恒星的质量。因此,一定有某种机制可将多余质量扫走,并阻止质量不断由外面流入。大部分天文学家现在相信,在原始星球表面会喷出强烈的星际风,可以将流人的质量吹走,慢慢地驱散整个稠密核。星际风的想法并不是来自于理论的计算,由于广泛地观测到分子云从红外线源流入的现象,因此构想原始星球上也会有类似太阳风的现象。这种星际风尚未直接观测到,但它一定比主序星所喷出的星际风强。

  当稠密核被吹散后,暴露出来的物体能用可见光观测,称为前主序星。像原始星球一样,前主序星也非常亮,同样地,重力是造成强亮度的主因:星球内部的压力,使得星球不会有自由落体般的收缩,而维持此压力的热量从表面辐射出去,就造成了星球非常亮,而收缩却很缓慢。

  前主序星也像原始星球一样处于对流不稳定,但是它的物理机制却不相同。一般而言,当星球温度由中心到表面降低得很快时,就会产生对流不稳定。在原始星球中,氘在中心聚变,产生大量的热,造成对流。但当原始星球演化到前主序星,氘已经燃烧殆尽。在前主序星内变化大的温度梯度,主要来自于强烈的亮度。表面大量的辐射散出,造成星球表面冷却,而内部受到物质的隔绝,使得温度维持不变,这种内外温度剧烈的变化,造成对流不稳定。

  

  当星球继续演化,亮度逐渐变暗,对流不稳定的区域也逐渐变小,现今太阳对流区域只剩半径的30%,旋涡上上下下地运动,形成太阳表面米粒状的结构。当星球变得更加稠密,它的内部温度逐渐稳定地上升到千万摄氏度。这时氢原子开始聚变成氦,所放出的热量提供足够的压力,使收缩停止,星球便进入主序星的阶段,就如我们的太阳。

  典型氢聚变反应的星球,大约花30 ……此处隐藏3414个字…… 的低质量的盘状结构。另一项吸积盘存在的证据比较间接、且具争议性。理论学者认为某些TTauri星被观测的特性是可以用盘状结构来解释,根据1974年贝尔和普林格尔的原始构想,研究人员大多认为之所以星球有过多的红外线、紫外线,其原因是盘状结构不断将质量传到了星球中心。

  假如物质想要以螺旋状轨迹掉到星球表面,它一定利用某种方式释放角动量。贝尔和普林格尔假设盘状结构内有某种不确定的摩擦力,当相邻气体相互摩擦,摩擦力会使转速较慢的气体减慢,而逐渐向中心收缩,就像人造卫星的轨道,因为大气阻力而逐渐变小。摩擦造成的热能,形成红外线;紫外线则来自盘状结构与星球之间狭窄、高热的区域,这区域有较强的摩擦力阻止气体的运动。利用这种模型的描述,科学家可以得到许多与TTauri星符合的现象。即使理论学家多年的努力,但这些模型所需要的内在摩擦力仍然没有令人可信的解释。比如说,计算显示一般分子气体的摩擦力太小,无法有效地使气体掉入星球中心。

  

  大自然的蛛丝马迹

  

  最近,所有直接或间接的观测都显示:盘状结构的质量只是中心质量的一小部分,也许只有百分之几,或更少。理论学家发现的事实正受到挑战,假如盘状结构是旋转物质收缩而形成,为什么当星球形成后,这过程马上停止?假如的确有星际风将这个收缩阶段停住,这是否表示盘状结构的形成与造成星际风的原因有重要的关连?

  这些问题仍然没有答案,但是这些未解决的问题通过理论和观测的双重努力,应该是了解整个现象的关键。假如我们能把握住大自然留给我们的线索,便可以连接这些线索,完成关于年轻星球的故事,而大自然所遗留的线索就在我们的头顶上,在清晰的夜空中闪烁着。

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