恒星与行星的密度谁大?

恒星与行星的密度谁大?
恒星与行星的密度谁大?

恒星与行星的密度谁大?
恒星密度大
从1755年康德在《自然通史和天体论》中提出太阳系是由同一团原始星云演变而来后,到今天,结合丰富的现代观测资料,运用各种现代科学原理和方法,描写星球演变的“星云说”有了崭新的面貌.相继发现的从弥漫星云—恒星—红巨星—白矮星之间的一系列过渡星体,也初步印证了“星云说”的星球早期演变概念的部分合理性,但“星云说”认为恒星与行星是在同一旋涡中形成的观点日益暴露出弊病来,而星球演变的全过程在白矮星之后仍然还是一段空白.因此,至今还没有一个学说能满意的说明星球的整体特征而获得科学界的共识.
像自然界所有事物一样,星球也有从诞生到衰亡的发展过程.它们之所以有不同的形态,归根结底是由于各星球正处在演变过程中不同的阶段.行星是由恒星演变形成的,而彗星又是由行星演变而来,宇宙中每个星球的演变都要经过——“黑洞”、星云、恒星、红巨星、白矮星、行星、彗星、小行星几个阶段.就像人的一生要度过少年、青年、中年、老年几个阶段,假如以人类个体的生命过程作比喻,那么,“黑洞”恰似襁褓中的婴儿,星云则是幼稚的儿童,恒星相当于精力充沛的青少年,红巨星已是人到中年了,白矮星和行星像年迈的老人,彗星即进入了弥留之际,小行星就是逝后的遗骸.星球既有共同性,又有差异,即使处于同一演变阶段也没有形态完全相同的.如昆虫在它不同的生长阶段各是卵、幼虫、蛹、蛾几种完全不同的形态一样.根据有关天文资料可以对宇宙星球演变的全过程加以推演：
自然界的物质总在不停的分散和集聚,当星系内一个区域的温度值低于这个相对孤立系统的均衡点时,热量就会从高温区向低温区传递,周围物质就会从密度较大的区域向这一密度较小区域汇集,出现一个吸引力大于离心力的区域,在物质流的惯性作用下形成一个由气体和尘埃组成的高速旋转运动的磁场旋涡（即恒星级“黑洞”）.恒星级“黑洞”就是星球演变过程的初始阶段,由于它的构成物质是稀薄的气体、尘埃、游离粒子,所以才出现了我们在可见光范围观测不到它的形态而只能在高能射线范围观测到的“奇怪”现象.恒星级“黑洞”产生的能量和引力会吸引更多的物质,形成围绕它旋转的吸积盘,在引力吸积作用下,“黑洞”的质量和引力会逐渐增大,像滚雪球一样越滚越大形成巨大的云雾状星体,星球的胚胎——星云便诞生了.
星云初始本身并不发光,它会被附近恒星发出的光激发成一个发光体而被我们观测到.恒星的形成是在星云中心完成的,星云中的稠密团块比周围物质密度大,因此比周围物质引力要大,物质浓缩区域物质密度会不断增加凝聚成坚固的气团.当星云具备了发生原子核反应的两个必要条件（一是星体达到相当大体积；二是星体中的物质达到一定密度）时,在云团内部密集的气体、尘埃互相碰撞的巨大摩擦作用下,温度升高到几百万摄氏度以上,星云的中心区域（星核）的原子核反应就发生了,从而爆发出巨大能量,演变为光辉耀眼的星球——恒星.
恒星的原子核反应产生的强大磁场和引力,能吸引一些质量相对较小的行星等天体,形成以它为中心的恒星系统.恒星早期是向内吸积物质比向外辐射物质多,能量愈来愈大；到了后期,向外辐射物质比向内吸积物质多,能量愈来愈小.从恒星表面源源不断流向太空深处的能量加速了它的衰亡,最后进入它的暮年——红巨星阶段.
红巨星的重元素比例增大,星球内部原子核反应减弱,能量变小,星球表面温度下降,光线颜色变红,构成物质在离心力作用下向外层膨胀,体积变的非常巨大.红巨星在继续膨胀过程中,内部高温物质会冲破温度较低的外层,以“超新星”爆发的形式抛掉外层物质,形成一片受保留下来的星核照射而发亮的“行星状星云”在空间飘荡.之后弥漫的“雾团”渐渐散去,星核的外层开始逐渐冷却形成固态的外壳,就坍缩成一颗近似地球大小的阴暗幽灵——白矮星.
白矮星是红巨星脱去外壳后裸露出来的内核,仍在进行的原子核反应被包裹在了冷却的固态外壳之中,它的体积大大缩小但相对质量却很大,内部物质密度高,磁场和引力仍很强.由于白矮星表面积小,所以它的亮度像篝火的余烬一样非常暗弱.随着与其它恒星之间相互吸引力和离心力平衡的改变而沦为恒星的卫星——自身不发光的行星.
从白矮星到行星阶段中期是一个星球固态外壳不断膨胀,表层气态、液态物质不断减少的过程.初期的行星,是像木星那样的形态,有人以为木星是气态物质构成的星球,实际上在它厚达1000公里的浓密大气层下,就是那颗正在冷却的白矮星,它的外层大气成分与地球40亿年前的大气成分十分相似.地球处在行星中期阶段,由于温度等适宜条件,行星上会出现生命现象,因为行星内部仍在进行的原子核反应产生的巨大能量会逐渐积聚起很大压力,所以,当外壳承受不住时,内部能量就冲破外壳形成爆发,爆发中大量表层物质散发到宇宙中,熔岩凝结的固态外壳变厚,行星的体积扩大.经过了多次爆发后,就进入像火星那样的行星后期阶段,几亿年前的火星曾是一颗酷似今天地球的行星.
生命在地球上的存在与地球本身的存在一样绝非偶然,只要具备合适的环境,生命的形成就是任何星球都可以做到的简单事情.生命与行星同步进化,它直接源于行星必然会提供的条件,与地球同样的一幕也会在大多数行星表面上演.当行星内部原子核反应基本结束,组成物质的离心力超过它的吸引力时,结构平衡被打破,进入行星的碎裂状态——彗星阶段.
彗星就像行星内部熔炉熄灭后残留的炉渣,是行星碎块（彗核）和气体尘埃（彗发）的结合体,结构非常疏松,稍有风吹草动便四分五裂,所以它们只能处在恒星系统的边缘区域,一旦接近恒星系统中心区域,在恒星的强大引力作用下,彗星分解变化十分明显,最终将完全分散成一群遨游于天际的太空岩石——小行星.
像谷神星一类直径达几百公里,表面还有微弱熔岩喷发的星体,虽然距离小行星阶段只有咫尺之遥,但仍属行星的范畴.只有那些行星、彗星瓦解后的已经冷却的天体碎块,才是真正意义上的小行星.
星球的诞生和死亡此起彼伏,每时每刻既有旧的星球逝去,也有新的星球生成.当星际中分散的物质在快速旋转运动的磁场旋涡（恒星级“黑洞”）吸引下集聚在一起时,一个星球的新一轮演变又开始了,星球家族就是这样循环往复,生生不息.
以上只是对星球演变过程作一个大致的顺序排列,根据这个星球演变排列顺序可以测定各种星球在演变过程中所处的阶段.只有简单的理论才会显现出真理的完美性,探索星球奥秘应从尽可能少的假设出发,概括尽可能多的经验事实,实现科学本质上的简单性,从而结束目前天文学领域里星球研究中的繁杂状态.

我们首先来看恒星的一生：
恒星的诞生
在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质，主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10～100K，密度约10-24～10-23g/cm3，相当于1cm3中有1～10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的，通常是成块地出现，形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢，处于电中性或电离态，其余约?是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态...

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我们首先来看恒星的一生：
恒星的诞生
在星际空间普遍存在着极其稀薄的物质，主要由气体和尘埃构成。它们的温度约10～100K，密度约10-24～10-23g/cm3，相当于1cm3中有1～10个氢原子。星际物质在空间的分布并不是均匀的，通常是成块地出现，形成弥漫的星云。星云里3/4质量的物质是氢，处于电中性或电离态，其余约?是氦以及极少数比氦更重的元素。在星云的某些区域还存在气态化合物分子，如氢分子、一氧化碳分子等。如果星云里包含的物质足够多，那么它在动力学上就是不稳定的。在外界扰动的影响下，星云会向内收缩并分裂成较小的团块，经过多次的分裂和收缩，逐渐在团块中心形成了致密的核。当核区的温度升高到氢核聚变反应可以进行时，一颗新恒星就诞生了。'
主序星
恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段。处于主序阶段的恒星称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期，恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。这是一个相对稳定的阶段，向外膨胀和向内收缩的两种力大致平衡，恒星基本上不收缩也不膨胀。恒星停留在主序阶段的时间随着质量的不同而相差很多。质量越大，光度越大，能量消耗也越快，停留在主序阶段的时间就越短。例如：质量等于太阳质量的15倍、5倍、1倍、0.2倍的恒星，处于主序阶段的时间分别为一千万年、七千万年、一百亿年和一万亿年。
目前的太阳也是一颗主序星。太阳现在的年龄为46亿多年，它的主序阶段已过去了约一半的时间，还要50亿年才会转到另一个演化阶段。与其他恒星相比，太阳的质量、温度和光度都大概居中，是一颗相当典型的主序星。主序星的很多性质可以从研究太阳得出，恒星研究的某些结果也可以用来了解太阳的某些性质。
红巨星与红超巨星
当恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦构成的核球之后，氢聚变的热核反应就无法在中心区继续。这时引力重压没有辐射压来平衡，星体中心区就要被压缩，温度会急剧上升。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合气体受热达到引发氢聚变的温度，热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大，氢燃烧层也跟着向外扩展，使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。转化期间，氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多，但星体表面温度不仅不升高反而会下降。其原因在于：外层膨胀后受到的内聚引力减小，即使温度降低，其膨胀压力仍然可抗衡或超过引力，此时星体半径和表面积增大的程度超过产能率的增长，因此总光度虽可能增长，表面温度却会下降。质量高于4倍太阳质量的大恒星在氦核外重新引发氢聚变时，核外放出来的能量未明显增加，但半径却增大了好多倍，因此表面温度由几万开降到三、四千开，成为红超巨星。质量低于4倍太阳质量的中小恒星进入红巨星阶段时表面温度下降，光度却急剧增加，这是因为它们外层膨胀所耗费的能量较少而产能较多。
预计太阳在红巨星阶段将大约停留10亿年时间，光度将升高到今天的好几十倍。到那时侯，地面的温度将升高到今天的两三倍，北温带夏季最高温度将接近100℃。
大质量恒星的死亡
大质量恒星经过一系列核反应后，形成重元素在内、轻元素在外的洋葱状结构，其核心主要由铁核构成。此后的核反应无法提供恒星的能源，铁核开始向内坍塌，而外层星体则被炸裂向外抛射。爆发时光度可能突增到太阳光度的上百亿倍，甚至达到整个银河系的总光度，这种爆发叫做超新星爆发。超新星爆发后，恒星的外层解体为向外膨胀的星云，中心遗留一颗高密天体。
金牛座里著名的蟹状星云就是公元1054年超新星爆发的遗迹。超新星爆发的时间虽短不及1秒，瞬时温度却高达万亿K，其影响更是巨大。超新星爆发对于星际物质的化学成分有关键影响，这些物质又是建造下一代恒星的原材料。
超新星爆发时，爆发与坍塌同时进行，坍塌作用使核心处的物质压缩得更为密实。理论分析证明，电子简并态不足以抗住大坍塌和大爆炸的异常高压，处在这么巨大压力下的物质，电子都被挤压到与质子结合成为中子简并态，密度达到10亿吨/立方厘米。由这种物质构成的天体叫做中子星。一颗与太阳质量相同的中子星半径只有大约10千米。
从理论上推算，中子星也有质量上限，最大不能超过大约3倍太阳质量。如果在超新星爆发后核心剩余物质还超过大约3倍太阳质量，中子简并态也抗不住所受的压力，只能继续坍缩下去。最后这团物质收缩到很小的时候，在它附近的引力就大到足以使运动最快的光子也无法摆脱它的束缚。因为光速是现知任何物质运动速度的极限，连光子都无法摆脱的天体必然能束缚住任何物质，所以这个天体不可能向外界发出任何信息，而且外界对它探测所用的任何媒介包括光子在内，一贴近它就不可避免地被它吸进去。它本身不发光并吞下包括辐射在内的一切物质，就象一个漆黑的无底洞，所以这种特殊的天体就被称为黑洞。黑洞有很多奇特的性质，对黑洞的研究在当代天文学及物理学中有重大的意义。
科学家发现，在木星和土星的表面散放出来的能量比它们所吸收的能量要多，这就意味着木星和土星也可以发光，只是它们发出的是远红外线而不是可见光而已

收起

恒星