為什麼太陽只能燃燒100億年,而紅矮星卻能燃燒上千億年?

2023年10月12日22:08:07 科學 1411

恆星是一種會發光發熱的天體,在宇宙中幾乎數之不盡,僅我們銀河系內恆星的數量最少就有2000億顆左右,但你知道嗎?雖然他們並不是生命但其實也擁有壽命,而壽命的長短卻與質量相關。

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當一顆恆星的質量越大時壽命會越短,質量越小壽命就越長,或許很多人並不理解為什麼恆星的壽命和質量有關呢?相對而言大質量恆星的燃料更多,質量小的恆星燃料更少,應該大質量恆星燃燒的更持久呀,那麼這究竟是為什麼呢?

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我們知道恆星之所以能夠發光發熱,其背後的原理是內部核聚變反應,由於恆星的主要構成是氫,氦等元素。‬在恆星內部這些元素會不斷的被中心的高溫和高壓揉虐後,氫原子會發生聚變反應然後轉換成更重的元素,在這個過程過程釋放出巨大能量。

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並且恆星內部的核聚變反應的劇烈程度還和恆星質量成正比關係,我們知道當恆星的質量越大其引力就越強。這意味着中心在強大的引力作用下溫度和壓力也會越高,在這種條件下核聚變反應進行的也會越快也越劇烈。

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而所帶來的後果就是氫元素會快速的被消耗殆盡,接着開啟下一輪更重的元素聚變。最終聚變到鐵元素便會停止,此時大質量恆星就會瓦解崩潰,發生超新星爆發,因此壽命非常短暫。

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比如目前已知質量最大的恆星r136a1,他的質量大約是太陽的256倍,因此在他的內部核聚變反應的程度非常劇烈。在過去100萬年中就已經損失了50個太陽質量,目前還在不斷的損失中,大約是太陽損失速度的十億倍,所以它的壽命只有短短的幾百萬年左右

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而我們的太陽是一顆黃矮星,在他的內部核聚變反應比大質量恆星就相對溫和,因此壽命也就長一些,根據太陽核心氫元素的總質量以及每秒鐘所消耗的質量便可以計算出他的壽命。據計算太陽的壽命大約為100億年,而如今太陽已經燃燒46億年了,也就說太陽大約在50億年後就會壽終正寢!

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不過我們的太陽也並不是宇宙中壽命最長的,如更小的紅矮星壽命更長,他的質量一般都在0.8倍太陽質量以下。

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由於內部核反應程度比太陽更加溫和,其時壽命大約能夠達到上千億年左右。也就是說自宇宙誕生以來,到目前為止宇宙中沒有一顆紅矮星因為燃料耗盡而消亡!可以看出紅矮星的壽命是如此的長久!

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