

恒星家族
星空中,除了少数行星外,都是恒星,它是一个庞大的家族,他们都是自己能够发光的天体。太阳公公就在恒星这个大家族里呢。
恒星
它是一个熊熊燃烧的大火球,在宇宙中有很多很多恒星,所以给它们起名字也是件很麻烦的事呢。它离我们很远,要借助于天文望远镜才能看到它们的变化。
恒星的年龄
多数恒星的年龄在10亿至100亿岁之间,目前发现的最老恒星是HE1532—0901,估计的年龄是132亿岁。
恒星的星等
星等是来表示亮度的,恒星越亮,星等越小。太阳的绝对目视星等M=+4.83等。
大小
以太阳半径来表示恒星大小,它们的尺寸从20千米的中子星到大约1000倍太阳直径的超大恒星。

恒星是很多星系的核心
恒星的表面温度
一颗暗红色的恒星表面温度为2500K,亮红色的大约为3500K,一颗蓝色恒星为10000K,所以说颜色跟温度有关。

恒星
小知识
恒星是巨大的、发光的等离子球体。
分类
恒星根据亮度来分类,Ia是高亮超巨恒星,Ib是超巨恒星,II是高亮巨恒星,III是巨恒星,IV是亚巨恒星,V是主序星或矮星。太阳属于G2V类恒星。

宇宙中的恒星
颜色
恒星有一个颜色范围,从淡红色到淡黄色再到蓝色,跟温度有关,但恒星表面看起来是单一的颜色。
成长的恒星
恒星起源于气体云,由氢或氦组成,重力吸引着它,气体云塌缩,自转的越来越快,靠外的呈盘状,内部呈球形的一团,这是恒星刚出生的模样,称为“星胚”,它在慢慢“成长”。

一颗体积又大又重的恒星将变成一颗红超巨星(4A),接着爆发成超新星(图5A),然后,它的核心变成白矮星(6A2)或者变成黑洞(6A1)。另一颗体积较小的恒星正变成一颗红巨星(4B),它把外层抛射出去,形成行星状星云(5B),然后变成一颗白矮星(6B1),最后渐渐失去光亮,变成一颗黑矮星(6B2)
稳定期
在稳定期内,核反应产生的热能使气温升得很高,气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星,恒星的演变是从主序星开始的。
小知识
恒星“成长”的第一阶段就是氢燃烧阶段,就是主序阶段。
主序星
等氢稳定地燃烧成为氦时,恒星就成了主序星,核心氢在燃烧。不同的主序星光度、半径、温度都有不同。
晚年
当星核区的氢燃完以后,就会“熄火”,恒星会有一个碳核心区氦外壳,走向热死亡。

在聚变区里,轻元素通过合成反应成为元素。
终局
小质量的恒星先会膨胀,然后会塌缩,变成白矮星,黑矮星,最终消失,大质量的恒星最终会变成黑洞。

恒星的一生:(1)分子云中比较浓缩的部分开始瓦解;(2)它逐渐形成一个旋转的圆盘,其中心区域更加浓缩,更为炽热;(3)一颗恒星发热燃烧并释放喷射物质;(4)恒星越来越热,越来越亮;(5)接着,核反应开始,直至死亡。
恒星能量的来源
恒星为什么会发光,为什么会发热呢?那是因为它们背后有巨大的能量来支持着,恒星所有阶段的能量都来源于核聚变。它的作用可不能小视呢,没有了它,也就没有了恒星的存在。
核聚变
在恒星的中心,温度很高,原子只剩下原子核,原子核高速运转,克服了电力的排斥团结在一起,这就是核聚变。
小知识
恒星能量的最终源泉是它的主要物质——氢。
恒星能量的来源

恒星的“武器”——核能
在反抗引力的斗争中,恒星的主要武器可是核能,它的核心就是一颗大炸弹,在那里不断爆炸,所以恒星才能在数十亿年里保持稳定。

恒星能量——太阳光芒
“个性”的核聚变
恒星的核聚变是一串连锁反应,聚变是有顺序的,也不会太快,所以在宇宙中,恒星越小,寿命越长。
聚变的结果
质量足够大的会膨胀为超新星,最后大爆炸,内部会压缩为白矮星、中子星或者是黑洞。
恒星的结构
在银河系大家庭中,恒星数量很多,它们自己会发光发热,跟我们的生活息息相关,恒星有很多奥秘等着我们去探索,首先我们就得弄清它们的结构究竟是什么。
恒星的组成
恒星都是由气体组成的,是不是感到很奇特啊?而且时时刻刻都在进行着核反应,这样我们才可以看见它们发出的光。
小知识
恒星都是由气体构成的,并且进行着核反应。
恒星的内部是什么样子
恒星的内部温度很高,内部结构和它的年龄、质量还有成分有关系,不过恒星内部的温度可以达到几万度的高温。

我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。

恒星的演变
恒星和我们人类一样,也会从小变大,最后衰老死亡,恒星最后死亡后就会变成黑洞。
恒星的光
恒星的光并不都是白色,还有的恒星发出的光是红色和蓝色,所以宇宙中的恒星的光并不单调,而是很漂亮的。

快速自转的恒星模型
巨星和超巨星
在恒星家族中,每一个恒星长的可都不一样,有的体积大,有的体积小,有的明,有的暗。在它们中间有两个体积十分庞大的家伙,那就是巨星和超巨星。
巨星
巨星比超巨星小,非常明亮,质量是太阳的10到100倍,所以被取名为巨星。
小知识
蓝超巨星体积很大,密度很小,密度只为水的千分之一。
蓝色的超巨星

著名的亮巨星
巨星里也有“明星”呢,著名的亮巨星有参宿三、渐台二的亮子星、天蝎座19、轩辕九等。

红巨星

白箭头所指为红超巨星心宿二
超巨星
超巨星是恒星世界的巨人,亮度最强,绝对目视星等为-2星等,它集中在银道面和旋臂附近。
蓝超巨星
大部分蓝超巨星是由星云收缩而成的大质量恒星,小部分的是受红超巨星影响表面温度升高形成的。

红巨星内部
红超巨星
在恒星的氢核心燃烧时,它的外部会膨胀得比红巨星还大,就形成了红超巨星。它是宇宙中最大的恒星,温度很低。
超新星
在恒星的世界里,每个恒星都有自己的归宿,一颗大质量的恒星“暴死”之后会成为超新星。但是它们在天空中的数量不是太多,就几百颗左右。能用肉眼看到的只有6颗。
起因
恒星从中心开始冷却,结构上失去平衡就会使形体向中间坍缩,造成外部冷却而红色的层面变热,接着层面发生剧烈的爆炸产生超新星。
小知识
超新星是罕见的天象,但科学家每年都能观测到几十颗超新星。

从1994年—2003年所拍摄的超新星SN1987A。这组照片说明,爆炸产生的震波,不断地冲击已形成的环状物质,刚形成中心的超新星遗骸持续地扩张。
内核坍缩
超新星内核的坍缩速度能达到每秒七万千米,坍塌后会剩下一颗中子星。最终内核会坍缩成一个直径约30千米的球体。

超新星SN1987A遗迹
Ⅰ型超新星
Ia超新星缺乏氢和氦,Ib超新星没有氢吸收线,有氦吸收线,Ic超新星没有氢、氦、硅吸收线。
Ⅱ型超新星
Ⅱ—P超新星在光度曲线上有一个“高原区”,Ⅱ—P超新星在光度曲线上呈“线性”的衰减。

在超新星爆发以后,被抛射出去的物质在恒星核周围形成一个明亮的光环,再加上以前就有的两个光环,这个恒星核一共被三个光圈包围着,十分壮丽。
白矮星
在恒星家族中,有这么一种恒星,它的颜色呈白色、体积比较小,光度低、密度高、温度高,在红巨星的中心形成。它就是白矮星,是一种晚期的恒星。体积跟地球相当,质量却和太阳差不多。
“诞生”
白矮星又叫并矮星,是恒星到了晚年的时候,抛射出大量物质,等物质损失完后剩下一个核,这个核就会演化为白矮星。

白矮星的气体盘周围布满了尘埃
小知识
经过数千亿年之后,白矮星会冷却到无法发光,成为黑矮星。
密度
别看它个子小,质量大,密度也很大呢,密度在1000万吨/立方米左右。所以人在白矮星上根本就别想站起来。

数量
人们发现的有1000多颗白矮星,占全部恒星的百分之十。其中天狼星的伴星是最亮的白矮星。

螺旋
在J0806的双星系统里,有两个比较亲密的白矮星,它们的螺旋凑得越近,周期会变得越短。最终这两个“好朋友”会合并在一起,要么成为中子星,要么成为大的白矮星。

从上图中可以看到白矮星增长的情况,白矮星吸附的物质在它周围形成吸积盘,这些物质来自于它的伴星——红巨星。
中子星
如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话,这里还有让你更惊讶的呢,它就是中子星,又叫波霎,密度比地球上的任何物质密度都大,是恒星寿命终结时的形式之一。
密度
中子星的密度很大,每立方厘米的质量为一亿吨,是除黑洞以外密度最大的星体。
小知识
脉冲星都是中子星,但中子星不一定是脉冲星。

中子星能产生极强的磁场
质量
中子星的质量极大,一个中子化的火柴盒大小的物质,需要96000个火车头才能拉动。
大小
中子星都小得出奇,小小中子星的“腰围”只有30多千米。可是就是这么颗小个子恒星,却有很多惊人的物理条件。

中子星在旋转时发出强烈的射电信号
温度
它的温度也高得惊人,表面温度可以达到1000万度,中心温度还要高出数百万倍。

演化状态
中子星还会进一步演化,当它的角动量消耗完以后会变成不发光的黑矮星。

中子星
发现脉冲星
中子星有极强的磁场,它是中子星沿着磁场方向发射束状无线电波,这些电波会像一座旋转的灯塔那样一次次扫过地球,形成射电脉冲。人们称这样的天体为“脉冲星”。
磁星
在中子星中有一个神奇的成员,它们拥有很强的磁场,在衰变的过程中源源不断地释放出高能量电磁辐射,以X射线及伽马射线为主,它们就是“磁星”。大部分是Ap星。
形成
当一颗大恒星经过超新星爆炸后,它会坍缩成一颗中子星,磁场也会增强,这些强磁场的中子星就被称为了“磁星”。
小知识
磁星具有很强的磁场,但它的寿命也是很短的。
已知的磁星
目前为止我们知道的磁星有:SGR1806—20,位于人马座,距离地球50000光年;1E1048.1—5937,位于船底座,距离地球9000光年。

艺术家笔下的磁星
短寿命
一颗磁星在张力产生期间,会发生“星震”并释放出强大能量,“星震”属于一种瞬间的大型破坏,所以磁星的寿命很短暂。

脉冲星的磁场示意图
磁星的影响
在距离磁星1000千米的范围内,它的强大磁场能把组织细胞撕碎,置人于死地,很可怕呢。

美国物理学家认为磁星来自放射物的剧烈爆炸
事件
三万光年外磁星爆发出耀眼光环,好像太空中的烟火。不管是对于天文学家还是中子星都是极少见的一个事件。

磁星的磁场非常强大
黑洞
在天空中有一个天体,任何物质一旦掉下去就再也逃不出来,它吸力极强连光都飞不出去,它就是“贪吃鬼”——黑洞,是宇宙的无底洞。我们没有办法直接观测到它。
产生
恒星内部的氢原子发生聚变,生成新的元素——氦,接着是铍、硼、碳、氮等元素的形成,直到铁元素形成,从而引起恒星坍塌最终形成“黑洞”。

黑洞
小知识
黑洞会吞噬恒星,每隔一亿年吞噬一颗恒星。

黑洞
巨型黑洞
宇宙中大部分星系中心都隐藏着一个超大的黑洞,它们的质量不一样,从100万个太阳质量到100亿个太阳质量都有。
吸积
黑洞聚拢周围的气体产生辐射,这个过程称为吸积。但是黑洞不是什么都吸,它也往外散发质子。

黑洞
蒸发
在黑洞的边界,粒子仍然会出去,黑洞会被慢慢“蒸发”掉,所以说黑洞也有灭亡的一天。

多么神秘的黑洞呀!
特殊
与其他天体相比,黑洞有“隐身术”,利用弯曲的空间把自己隐藏起来,我们无法直接观测到它。
跳舞黑洞
在天空中。有的黑洞会跳“华尔兹”,那是它们要合并在一起呢。
旋转黑洞
旋转黑洞又叫克尔黑洞,它有两个视界和两个无限红移面,而这四个面是不重合的。
变星
在夜空中,有时候我们会发现有些调皮的天体忽明忽暗地跟我们捉迷藏,它们就是变星,它们的亮度会变化,变化可以是周期的,半规则的或者是完全不规则的。
分类
变星可以分为食变星、脉动星和爆发星三大类,其中爆发星包括新星和超新星两类。
小知识
新星不是新产生的恒星,而是白矮星外层爆发形成的。

米拉星膨胀的时候会向太空中喷发大量的物质
食变星
食变星是双星系统中的一个子星,与它的伴星能够相互遮挡各自的光芒,双星大陵五是最具代表性的食变星。
大陵五
大陵五也叫英仙座β,它是最早发现的食双星,最亮时视星等为2.13等,最暗时为3.40等。

英仙星座的大陵五星是一颗几何变星,光变在300多年前已经被发现。
脉动星
脉动星是由脉动引起亮度变化的恒星,在变星中脉动星占了一半以上,银河系中约有200万个脉动星。

变星像魔术师一样改变形状!
新星
新星的亮度在短时间内突然剧增,几天之内可以增加几万倍,然后缓慢减弱,变暗的速度就很慢了。

磁变星一般是磁场很强且有变化的恒星
T型变星
金牛座T型变星是一种不规则的变星,光谱型为G—M型,典型星是金牛座T,在银河系中有100万个。
星云
当提到宇宙空间时,人们往往会想到那里是一无所有、黑暗寂静的真空,这不是完全对的,在那里也存在着各种物质,其中就有星云。星云包含了除去行星和彗星之外的所有延展性天体,是由宇宙中的尘埃及气体形成的。
星云的分类
星云可以分为四类:发射星云、反射星云、暗黑星云和行星状星云。

三裂星云是一个弥漫星云,它也是新恒星诞生的地方。
发射星云
它是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的,呈红色。在天空中有很多我们熟悉的发射星云,如M42猎户座大星云。
小知识
弥漫星云很漂亮,犹如天空中的云彩,包含了许多星际物质。
反射星云
反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的,呈蓝色,它的光度较暗弱。

著名的蟹状星云
行星状星云
行星状星云是恒星晚年的产物,它的样子像吐的烟圈,中心是空的,往往有一颗很亮的恒星。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。

猎户座著名的马头星云就属于暗星云
暗黑星云
暗黑星云本身不会发光,也没有恒星包含其中。著名的有煤袋星云和马头星云。
星云和恒星的转化
恒星与星云在一定条件下是可以转化的。恒星形成以后抛射大量物质到星际空间,成为星云的一部分原材料。

玫瑰星云
猫眼星云
星云的形态是千姿百态的,非常有趣,有的就像猫眼一样,很漂亮。猫眼星云是一个行星状星云,位于天龙座,它的结构是所有星云当中最为复杂的一个。有绳状、喷柱、弧形等各种形状的结构。
亮度
猫眼星云的视星等为+8.1,拥有高表面光度,在天气好的情况下在黄极点附近就能找到它。

猫眼星云距离我们3000光年,是一颗正在走向死亡的恒星向外抛射出的气体壳层造成的。
小知识
星云中央有一颗O型恒星,温度非常高,高达80000K。
与地球的距离
猫眼星云一直在膨胀,与地球的距离大约为1000秒差。
物质构成
猫眼星云的物质主要是氢和氦,并拥有少量重元素。

猫眼星云的这张美丽的假色影像里,形状对称且引人注目的星云位于中央。图像经过处理,以呈现出星云奇特而昏暗且范围超过3光年的气晕。
星云运动及形态
星云的光亮部分主要是中央恒星释放出的恒星风和星云射出的物质碰撞形成的,碰撞产生了X射线。

猫眼星云是典型的行星状星云
星云年龄
猫眼星云最早于1000年前出现,年龄也不算很大呢。
蝴蝶星云
在星云的王国里,有这样一种星云,它的形状像两个炽热的翅膀中央被一道黑暗尘埃带隔开,像一只美丽的大蝴蝶,所以它又有一个形象而通俗的名字:蝴蝶星云。
小知识
蝴蝶星云的缩写为M2—9,是类太阳恒星演化周期的产物。

蝴蝶星云
蝴蝶星云的别名
蝴蝶星云有好几种叫法呢,双喷流星云、蝶形星云、蝶翼星云都是它的别名。
形成
这个星云因为高速的恒星风吹进了盘面快速膨胀,产生了垂直于盘面的细致沙漏型翼,这些翼的投影呈现出蝴蝶翅膀的形象。

蝴蝶星云有一对像翅膀的结构并且惊人地对称
距离
这颗恒星距离我们银河系大约有3800光年,离地球2100光年。整个蝴蝶星云宽度有2光年的距离。

很多蝴蝶星云在宇宙中都长着一对美丽的翅膀。
蝴蝶星云中正在死亡的恒星
在蝴蝶星云的中央有一颗恒星,它原来是一颗红巨星,由于蝴蝶星云的不断喷溅,只剩下它的核心部分,现在已接近生命的终点。

蝴蝶星云
猎户座大星云
用肉眼看来,猎户座中构成“宝剑”的有三颗星,中间一颗是模糊的亮斑,它不是单颗星,而是一个星云,这就是M42,也就是猎户座大星云。猎户座大星云是位于猎户座的发射和反射星云。
位置
猎户座大星云位于雄霸冬季北半球的猎户座中,在银河系其中的一条旋臂上——猎户臂上。

通过红外线拍摄到的猎户座星云
小知识
猎户座大星云是天空中正在产生新恒星的一个巨大气体尘埃云。
天体组成
猎户座星云是一个非常年轻的天体,那里不但有许多年轻的恒星,而且还有许多星前天体。
猎户座星云星团
猎户座星云是猎户星协的核心,在星云附近有一个银河星团,称为猎户座星云星团,著名的“猎户座四边形”聚星就位于星云之中。

庞大的猎户座大星云
覆盖范围
猎户座星云离地球约1500光年,几乎覆盖了猎户座勾画出来的整个天空区域的一个巨分子云的一部分。
家庭成员
在猎户座星云大家庭里充斥着灼热气体和星际尘埃,是恒星的诞生地。

庞大的猎户座大星云
双星
在天空中的星体,它们有的是很好的朋友,常常两两成双的在一起互相环绕运行,这样的两颗星称为双星。其中较亮的一颗称为主星,较暗的一颗称为伴星。主星和伴星亮度有的相差不大,有的相差很大。
奇异的双星
双星的颜色五彩缤纷,子星双双争艳。主星质量有比伴星大的,也有比伴星小的。子星有的是脉动变星,有的是爆发变星,有的是白矮星,甚至是黑洞。

白矮双星螺旋
小知识
有的密近双星物质流动时会发出X射线,称为X射线双星。

艺术家笔下的双星想象图
密近双星
在双星系统中,两个子星相距很近,每个子星的演化受另一个子星的较大影响,这样的双星系统称为密近双星。著名的浙台二,是一个密近双星。

目视双星
目视双星相互绕转的轨道半径比较长,绕转周期也比较长。一般都是超过5.7年。

当一个双星系统的两颗恒星质量差别过大的时候,质量小的恒星就会围绕着质量大的恒星运动。
食双星
又叫食变星,双星在相互绕转时,会发生类似日食的现象,使它们的亮度周期性的变化。食双星一般都是分光双星。

在银河系中,双星的数量非常多,估计不少于单星。
星团
在恒星家族里,它们会成帮结派的,星团就是一个例子,它是由十个以上的恒星组成的、被各成员星之间的引力束缚在一起的恒星群。人多力量就大,星团空间的密度就显著高于周围的星场。

NGC290位于邻近的小麦哲伦星系内,这个疏散星团有数百颗成员星。
疏散星团
这个星团由十几颗到几千颗恒星组成,它们结构松散,形状不规则,主要分布在银道面。
小知识
疏散星团很年轻,常常与星云在一起,有时还会形成恒星。
昂宿星团
俗称“七姊妹”星团,而且恰巧在北斗七星的附近,有人称之为微型北斗七星,它们是属于亮而年轻的疏散星团。昴宿星团拥有超过三千颗成员星,位于金牛座肩膀的位置。

昂宿星团
球状星团
它整体像圆形,是由上万颗到几十万颗恒星组成,中心密集的星团。银河系中大约有500个球状星团。

球状星团是由数十万颗恒星聚集成球形的星团
球状星团M2
它是一个很耀眼的星团,位于银河南极下方的宝瓶座。它呈现为一个圆形的星云状的光,明亮不透明。

星团成员好多啊!
球状星云M3
它是位于猎犬座的球状星团,是由50多万颗比太阳还要老的恒星组成的球体。