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恒星小傳之恒星的成長

2021-10-11 07:25:38陳若穎
百科探秘·航空航天 2021年9期
關(guān)鍵詞:氫彈核聚變惡魔

陳若穎

上回說到,當(dāng)我體內(nèi)的物質(zhì)達(dá)到完全平衡時,我就能夠成為主序前星,變成一顆“少年星”了。少年時期的我,體重已經(jīng)不再增長,主要任務(wù)變成了努力“消化”之前吸收的物質(zhì),慢慢地升高體內(nèi)溫度。就像你們?nèi)祟愐粯樱矔谏倌陼r期通過吸收和消化知識豐富自己。慢慢地,我體內(nèi)的溫度從3000—5000℃升高到1500萬℃,足以激發(fā)體內(nèi)的氫核聚變,讓我真正開始“燃燒”起來了。這個時候,我才能夠真正地、獨(dú)立自主地發(fā)光發(fā)熱,正式宣告“成年”了。

和出生時的情況一樣,我們恒星的這個成長階段所經(jīng)歷的時間也不一樣:質(zhì)量越大的恒星成年得越快,比如太陽叔叔用了大概3000萬年就成年了,而質(zhì)量只有太陽叔叔的五分之一的小恒星,則需要經(jīng)歷10億年才能成年。

成年后的我們,身體里有兩只小惡魔一直在打架。你沒有聽錯,不是天使和惡魔,而是兩只小惡魔!

其中一只小惡魔叫作“引力”。大家都知道,我們恒星的“身材管理”做得都不算好,一個個體重都比較大,比如太陽叔叔就重達(dá)1.99×1027噸,是地球重量的33萬倍!就算是我們家族里最輕的褐矮星,體重至少也是地球的四五千倍。這么大的質(zhì)量,會讓我們體內(nèi)這只名叫“引力”的小惡魔出奇地強(qiáng)壯。雖然在我從一團(tuán)混沌的星云蛻變成如今這個模樣的過程中,引力功不可沒,但是自打我成年后,它就搖身一變,成了一只兇狠的惡魔,不斷地擠壓著我。引力無時無刻不在我的耳邊低語,告訴我要收縮,要把身體里所有的物質(zhì)都往中心拉,要變得更小更致密……這是一只會把我壓碎的惡魔!

另一只小惡魔叫作“推力”。我們成年之后,體內(nèi)會開始?xì)涞暮司圩儭Uf到核聚變你們可能沒有什么概念,但要是說到“氫彈”,應(yīng)該就沒人不知道了,它就是利用氫的核聚變反應(yīng)所釋放出的能量來產(chǎn)生破壞力的。而我們恒星在成年后,體內(nèi)就時刻都有無數(shù)顆氫彈在爆炸。就拿太陽叔叔來說吧,一秒鐘里,它體內(nèi)核聚變釋放的能量,相當(dāng)于同時引爆910億顆100萬噸級的氫彈!這么巨大的能量會形成一個由內(nèi)向外推的“推力”,讓我體內(nèi)的物質(zhì)四散飛濺。這只小惡魔每時每刻都想要把我炸得粉碎!

既然我們恒星體內(nèi)有這么兩只可怕的小惡魔,為什么還能平穩(wěn)地存活幾十甚至上百億年呢?這是因為這兩只小惡魔達(dá)到了動態(tài)平衡,剛好勢均力敵!就好像掰手腕的時候,你們經(jīng)常能看到兩只手僵持不動,但這并不是比賽雙方都沒有用力,而是兩只手剛好正在用同樣的力去扳倒對方。同樣,當(dāng)我們恒星體內(nèi)的核聚變反應(yīng)劇烈到一定程度時,向內(nèi)的引力和向外的推力恰好相等。也就是說,這兩只小惡魔剛好打了個平手,宇宙真是太神奇了!

這時候,我們就能夠在較長時間內(nèi)穩(wěn)定地保持一定的形態(tài)了,人類管這段時間叫恒星的“主序期”。主序期就算是我們恒星的青、壯年時期,處于這段時期的恒星就叫作“主序星”。恒星一生中90%的時間都是一顆主序星,主序期也是我們一生中最輝煌、活力最充沛的時期。地球之所以會誕生人類文明,一個很大的原因是太陽叔叔正好處于主序期,能夠穩(wěn)定地為你們提供適宜的熱量。

我們恒星在主序期的時候,身體就像“元素?zé)挼t”一樣,不斷地把氫聚變成氦,再從氦一步一步變成其他更重的元素,同時利用這些反應(yīng)來發(fā)光發(fā)熱。通過這時候的核聚變反應(yīng),我們體內(nèi)可以創(chuàng)造出元素周期表里大約三分之一的元素。但是同時,恒星就像是宇宙里的一支支蠟燭,是通過“燃燒”自己來發(fā)光的。當(dāng)我們體內(nèi)的主要燃料——?dú)淇煲幌拇M時,就無法繼續(xù)進(jìn)行核聚變反應(yīng)了,這也同樣預(yù)示著我們的生命即將走向終結(jié)。而且質(zhì)量越大的恒星“新陳代謝”越快,也就是體內(nèi)的氫燃燒得越快,會比質(zhì)量更小的恒星更快地走向死亡。所以對于恒星來說,“要想長壽,必先減肥”真的不是一句虛言。

好啦,關(guān)于恒星的成長,我們今天就說到這里,下期我們來聊一聊恒星的結(jié)局吧!

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