红矮星 红矮星的形成及性质
红矮星是宇宙中最常见的恒星。
由于它们的亮度很微弱,所以我们很难发现它们。
也正是因为它们的亮度很微弱,所以才使得它们的寿命更长,具体而言,它们的寿命要比太阳高出几个数量级。
在离我们最近的30颗恒星中,有20颗是红矮星,但在这二十颗星中,没有一颗星我们能用肉眼看到。
例如,位于半人马座的比邻星,它是离太阳系最近的一颗恒星,同时也是一颗红矮星。
实际上,“红矮星”一词的意思是不止一种类型的恒星。
它们包括K级和M级的恒星,此外,它们还包括褐矮星,也被称为“失败的恒星”,因为它们没有足够的质量来启动热核聚变反应。
事实上,红矮星的形成方式与主序中其他恒星的形成方式一样。
由于自身的重力作用,使气体和尘埃云被压缩,并开始旋转。
这样一来,越来越多的物质就逐渐落入中心,直到中心物体的质量变得足够有力量以至于能支持热核反应为止。
由于红矮星包括了最小的恒星,所以它们的质量是太阳质量的8%到50%不等。
由于它们的体积较小,所以它们能够在低温下处理氢气,其温度可达3500摄氏度,相比之下,太阳的有效温度为5500摄氏度。
红矮星的亮度要比我们的太阳暗得多。
与此同时,“低温”还意味着它们消耗氢的速度不是很快。
我们知道,更大质量的恒星是通过在原子核中氢合成氦而燃烧的,而在红矮星中,这一过程却贯穿了它们的整个体积。
正是因为有了这种合成方法,才使得红矮星的寿命可延长几万亿年,而像太阳等恒星的寿命却只有大约100亿年。
一些科学家也用“红矮星”这个词来形容棕矮星,因为它们并不是真正的恒星。
尽管棕矮星的生命形式与普通恒星一样,但它们不能到达热核反应所需的质量极限。
所以,有时棕矮星被称为“失败的星星”。
红矮星的分类
由于冷星和褐矮星是如此昏暗,所以当我们发现它们时,很难对它们进行分类。
这两种物体都是红矮星的子类。
但为了找出这种差异,科学家们测量了物体大气的温度。
不进行热核反应的褐矮星,其温度低于2000开尔文,发生热核反应的恒星,其温度高于2700开尔文,中间是一个灰色区域,可以把它们分为红矮星的两个子类。
通过研究物体的大气,科学家们能够测量它的温度。
有时,恒星的辐射光谱可以告诉我们,在它的内部到底发生了什么。
例如,甲烷和铵分子只能在相对较低的温度下才能存活,从而使我们了解到面前提到的褐矮星是一个事实。
红矮星附近的行星适合居住吗?
在恒星形成之后,气体尘埃云会继续围绕恒星旋转,随后就形成行星。
事实上,我们已发现了许多具有行星系统的红矮星,有的行星则为气态巨行星。
长期以来,科学家们认为,红矮星附近的行星是不适合居住的。
因为要居住的话,需满足有足够的光和热,需有液体水存在,同时还得避免辐射等,然而红矮星附近的行星都不具备这些条件。
此外,由于附近的恒星有潮汐力存在,所以这样的行星可以永远偏向红矮星的一侧,例如,月亮总是一面转向地球。
然而,通过其他计算表明,有些行星仍然能够以某种形成生命的方式发展。
由于红矮星的数量超过了宇宙中所有恒星的三分之二,所以这就大大增加了在它们附近行星上有生命存在的可能性。
结论
尽管“弱小”的红矮星是寿命最长的恒星,但不管怎样,就像所有的恒星一样,有一天它们也会浪费掉所有的氢。
当这种情况发生时,它们都将变成白矮星,即:无法再经历热核反应了。
最终,有一天,白矮星会释放出所有剩余的热量,变成黑矮星。
根据这个观点,那么我们的太阳将在短短的50亿年后变成白矮星,但红矮星将再活数万亿年,这也远远超过了宇宙的年龄(138亿年)。
红矮星,虽然有点暗淡,但它像一只长寿的乌龟,最终能赢得这场生命竞赛,并成为宇宙中最后一颗星星,之后宇宙就变成了永恒的黑暗。
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