第2节 太阳系的形成和恒星的演化（课件 32张ppt）

(共32张PPT)
内容要求
①知道太阳有形成、演化和衰老的过程，是银河系中一颗普通的恒星。
学业要求
①通过对天体系统形成和演化历史的认识，
②初步形成太阳系、银河系、宇宙动态演化的思想。
探究
第2节 太阳系的形成和恒星的演化
大爆炸后，宇宙中的物质分别形成各个星系，气体和尘埃布满其中。
那么，太阳系是怎样形成的？
恒星真的永恒不灭吗？
太阳等各种恒星诞生后，还会发生变化吗？
一、太阳系的形成
18 世纪时，天文学家在对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同特点。
仔细阅读图1-10，并说明太阳系的行星的公转方向和太阳的自转方向有什么关系。
图1-10 太阳系
在太阳系中，太阳系的行星绕日______的方向和太阳______的方向______ 。
另据科学家测算，太阳系的行星绕日公转的___________大多接近于___________ 。
根据___________的特点，可以推导如果它与_____________有关，就可以作为__________________的依据。
公转
自转
一致
轨道平面
同一平面
行星公转
太阳系形成
推论太阳系形成
（同向性）
（共面性）
太阳系中天体的公转轨道都接近于___________。
椭圆形
（近圆形）
18世纪，德国哲学家_______（Immanuel Kant）和法国数学家___________（Pierre Simon Laplace）通过对___________特点和_______的研究，迈出了第一步，提出了“_____________________________”。
该学说认为，太阳系是_______________________。
星云是由______和______物质组成的____________天体，它的直径大多可达_____________，如图1-11所示。
康德
拉普拉斯
星云
行星运动
康德— 拉普拉斯星云说
一块星云收缩形成的
图1-11 星云照片
气体
尘埃
巨大云雾状
十几光年
圆盘内的元素通过______释放出能量，这些能量______在圆盘深处，新生的太阳于是有能力______出能量并______盘的表面各层。
原始的太阳星云是一个______的、 ______的________________。
太阳星云不断______ ，周围物质也不断地______环绕原太阳而形成的盘， ___________转化为______ ；
剩余的星云物质进一步______演化，形成地球等______ （如图1-12 中的3、4）。
离中心几个天文单位之内的内盘，温度高达2000℃以上，在这个区域，尘埃粒子_____了，以至于内盘完全是______，圆盘中心的气体崩塌_____形成_____ （如图1-12中的2）。
天文单位是天文学中距离的基本单位，其长度接近于日地平均距离。
扁平
自转
气体尘埃圆盘
收缩
落入
引力势能
热能
衰变
贮存
辐射
加热
蒸发
气体
收缩
太阳
收缩
行星
把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段的模型：
1．圆盘状星云阶段。
2．早期太阳形成阶段。
3．行星形成阶段。
A. 太阳的___________和太阳系的__________________ ______；
星云学说推论的重要依据是：
太阳和太阳系的行星形成于____________________云盘，
B. 导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于______________。
同一个旋转的星云
自转方向
行星的公转方向
一致
同一平面上
推论
形成太阳系的行星的物质来源于____________________云盘
同一个扁平的星云
推论
虽然“星云说”能_________________________，
除了“_________”，关于太阳系的形成还有其他假说。
描述太阳系的形成过程
星云说
例如，“_________”认为地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。
但还有不少现象无法解释， 有待于进一步研究解决。
灾变说
二、恒星的演化
恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。
恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，是一个十分缓慢的过程。
恒星是如何形成的，又是如何演化的？
图1-13 恒星的演化
星云
太阳
红巨星
再循环
星云
巨大的恒星
超新星
超巨星
黑洞
中子星
再循环
行星状星云
白矮星
现代天文学认为恒星的演化开始于______。
星云
核心物质不断增多，温度持续升高，当核心收缩到类似于_______大小时，标志着恒星已经进入_________ ， 这个核心称为_________ 。
星云内部散布着_________的结构， _________是____________，_______着大量周围的物质。
稠密核
稠密核
引力中心
吸引
年轻的原恒星不断收缩，其内部温度和压力升到相当高，足以引发氢燃烧，这时，恒星成为一颗_________ ，进入漫长的_________ 。
太阳
幼年期
原恒星
主序星
成年期
对于太阳这样低质量的恒星，成年期能延续100亿年。
读图1-14，请你说说恒星的寿命与质量有什么关系。
图1-14 恒星寿命与质量的关系图
恒星是不会永久存在的。
一颗恒星寿命的长短取决于它的__________：
质量越____，寿命越____；
质量越____，寿命越____，如图1-14所示。
质量大小
大
短
小
长
一般来说，质量比太阳____的恒星燃料消耗____，它们的寿命可以____达2000亿年；
例如，质量是太阳15倍的恒星寿命可能只有1000 万年左右。
而质量比太阳____的恒星寿命____一些，
慢
长
大
短
小
主序星的质量大小决定了它们日后的演化历程。
现代天文观测发现，在宇宙中，除了和太阳外貌相似的恒星外，还有许多很特别的“恒星”。
在恒星演化的不同阶段，其形态也有很大的差异。
图1-15 红巨星，红色，直径比太阳大 10~100倍，亮度比太阳大得多。
图1-16 埃利斯行星状星云的中心有一颗密度 很大、体积和亮度很小的白矮星。
图1-17 黑洞的密度比白矮星大得多，在 它的附近所有物质都会被吸进去。 这是黑洞的想象图。
图1-18 超新星在超红巨星的爆炸中诞生，这是超红巨星爆炸前后的照片，星体核心（箭头指处）密度非常大。
根据对__________（red giant）和__________ （white dwarf）的研究，科学家描绘出了太阳未来的演变过程。
红巨星
白矮星
图1-19 太阳的未来
图1-19中从1至6，太阳的形状发生了什么变化？
太阳的光和热是靠太阳内部的氢核发生_________而产生的，太阳的内部在不断地消耗氢。
核聚变
进入成年阶段的太阳大约可以维持_______年的稳定状态。
大约______年后，太阳将进入晚年期。
100亿
50亿
太阳进入晚年期后，当太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成_________ 。
它将膨胀到接近火星轨道，这一过程将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段将大约持续______年时间，亮度将升高到今天的近1万倍。
红巨星
10亿
红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成______________，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而______进一步收缩，形成体积极小、密度很高的__________。
最后，它将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的__________ ，最终变成星云的一部分，进入新的循环。
行星状星云
球核
白矮星
白矮星
图1-19 太阳的未来
行星状星云
白矮星
红巨星
了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？
宇宙中还有许多比太阳质量大得多的恒星，它们将会怎样演化呢？
红巨星
经科学家研究证实，质量小于0.8太阳质量的恒星，会因自然的原因死亡，因为这类恒星的寿命大于140亿年，至今宇宙中还没有一颗耗尽了热核燃料补给的小恒星。
所有质量低于8倍太阳质量的恒星最终会演化为__________，它们能在几百万年内把红巨星的外层大部分吹散。
大于8倍太阳质量的大质量恒星进入晚年后体积会急剧变大，有的半径达到约太阳的1000倍，形成超________（如图1-20A），随后爆发成_________（supernova）（如图1-20B）。
红巨星
超新星在球核爆炸后会形成什么样的天体呢？
天体物理学家早就预言超新星爆炸后可能会形成一种体积很小、密度极大的星核，称为“__________（neutronstar）”（如图1-20C1）。
图1-20 大恒星生命的最后阶段
超新星
中子星
经过25年的苦苦探索，科学家终于 在1968年证实了它的存在。研究表明，质量更大的恒星爆炸后将形成_______ （black hole）（如图1-20C2 ）。
黑洞
黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质、 甚至光都无法逃脱它的吸引。
因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。
图1-20 大恒星生命的最后阶段
虽然人们看不见黑洞，但科学家能测出它的存在。
根据图1-20，说一说大恒星衰老和消亡的过程和太阳有什么不同。
恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。
这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。
中 子 星
中子星，又名波霎，是处于演化后期的恒星。当老年恒星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能变为中子星，而质量小于8倍太阳质量的恒星往往只能变化为一颗白矮星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。
中子星的能量辐射是太阳的近100万倍，它在1秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可达到1000万℃，中心温度还要高数百万倍。
根据一些学者的估计，在我们太阳系所在的银河系内，中子星的总数至少在20万颗以上。
中子星小得出奇，典型的中子星直径只有20千米，但密度大得惊人，1厘米3的质量达到1亿吨甚至达到几十亿吨，且由于巨大的质量产生了巨大的引力，就连光线都是呈抛物线状挣脱。脉冲星（中子星的一种）的中心压力可达到1×1028个大气压，比地心压力强3×1021倍，比太阳中心强3×1016倍。压力如此之大，以至于电子被压缩到了原子核中，与质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成，而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。
小结：
黑矮星
红巨星
主序星
太阳
白矮星
中子星
超红巨星
大恒星
超新星
黑洞
原恒星
星际物质
主序星
收缩形成
恒星的一生
1、太阳在生命的最后阶段将变成（ ）。
A．红巨星 B．白矮星 C．超新星 D．黑洞
B
2、宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死亡的缓慢演化过程。如图是今年人类首次拍摄到的黑洞照片，在演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是（ ）
A、恒星
B、行星
C、卫星
D、彗星
A
3、利用所学知识并结合下表信息，对太阳系中各行星的运行周期进行了推理，其中合理的是（ ）
A、行星距离太阳越远，自转周期越长
B、行星直径越大，自转周期越长
C、行星距离太阳越远，公转周期越长
D、行星直径越大公转周期越长
C
行星 直径（千米） 与太阳的距离（设地球为1) 自转周期（以地球上的天为单位） 公转周期（以地球上的年为单位）
火星 6794 1.524 1.03 1.9
地球 12756 1 1 1
土星 120540 9.576 0.426 29.5
木星 142987 5.205 0.41 11.9
4、根据大恒星的演化过程填写下列空框：
大恒星—— ——
超红巨星
超新星
中子星
黑洞