第3节 恒星的一生

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第3节 恒星的一生
联想情景导入
太阳等各种恒星诞生后，会发生变化吗？会永恒不灭吗？在上个世纪之初，科学家预言：太阳和太阳系最终将走向“死亡”。为什么科学家会产生这样的预言 让我们一起学习恒星的一生吧!
重点知识详解
一、不同种类的恒星
1．红巨星：称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。红巨星的体积很大，它的半径一般比太阳大l00倍。21世纪教育网
2．行星状星云(如下图所示)：质量大于太阳质量1.4倍，外围的气体及冰粒便会以每秒数十公里的速度向外膨胀，外貌像土星的光环一样，天文学家叫行星状星云，而剩下的核心的光度会暗淡下去。
红巨星 行星状星云
3．超新星：是恒星在死亡前的一次大爆发，所释放的能量，发出的亮光相当于十亿颗太阳。爆炸将星球物质以接近光速的速度，向四面八方发射。每一颗恒星一生之中最多只可能发生一次。
4．白矮星：是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨／立方米左右。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反应已停止。
超新星 白矮星
5．中子星：质量约是太阳4～10倍的恒星在超新星爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中子星，由中子构成，密度为水的1016倍，仅1cm3的质量就有全球人类那么重，直径仅为30km。
6．黑洞：质量比太阳大l0倍以上的恒星，超新星爆炸后会形成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连光线也会被吞没，所以我们是看不见黑洞的。但是如果黑洞附近有另外一颗恒星，我们可以从这颗邻近恒星的物质被吸人黑洞时的情形，证明黑洞的存在。
中子星 黑洞
二、太阳的一生
太阳的一生大致是l00亿年。大约在50亿年以前，一团十分巨大又十分稀薄的气体云，在自己的重力作用下收缩着。它开头收缩得很快，后来由于内部发热，收缩慢了下来，直到形成一批高热、密集的气体大团块，这些就是“原恒星”，其中一个就是我们的太阳。太阳进一步收缩，内部温度更高，引发了“热核反应”，于是停止收缩，进入“成年”时期。就是我们现在看到的太阳了。21世纪教育网
大约再过50亿年，太阳核心部分的“燃料”用光后，就会猛烈地又收缩一下：温度再次升高，使外层原来没有燃烧过的“燃料”也“燃烧”起来。此时，太阳会猛烈地膨胀，成为一颗“红巨星”。太阳会胀得很大，太阳能把水星和金星都“吞掉”。地球轨道恰好在这个胀大了的太阳表面的位置。这时的地球即使不被炽热的太阳“吞掉”，也会被烤得熔为一团熔岩。但与此同时，也会有其他小行星变得适合人类居住，也许那就是人类未来的避难处。
“红巨星”阶段大约有l0亿年。然后，一切可“燃烧”的“燃料”都用完了，红巨星开始再次收缩，越变越小，大约只有现在的体积的十万分之一，才稳定下来。尽管表面温度可以高达l万度，但表面积变小了，发出的热量会大大减少，这时，太阳就进入了“老年期”，成为“白矮星”一样的天体，表面温度高、体积小、密度很大(每lcm3物质有10吨重)。由于没有内部能源，所以这个“老年期”并不能永远维持下去，而是逐渐冷却，最后成为一个黑暗无比的“暗矮星”。
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三、恒星的一生
太阳在大约50亿年后将变成红巨星，最终它的核心收缩，变成白矮星、暗矮星。质量比太阳大很多的恒星将先变成超红巨星，然后爆炸形成超新星，最终核心收缩，形成密度巨大的中子星或黑洞。
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经典例题解析
[例1] 中子星是由下面的哪一种天体直接演化而来的 ( )
A．超新星 B．超红巨星21世纪教育网
C．大恒星 D．红巨星21世纪教育网
[解析]超新星在球核爆炸后形成一种体积很小、密度极大的星核，称为“中子星”。
[答案]A
[例2]有关恒星的叙述正确的是 ( )
A．恒星是由炽热气体组成，能自己发光的球状天体
B．距离地球最近的恒星是比邻星
C．和星云相比，恒星具有质量小、体积小、密度小的特点
D．恒星之间的相对位置是固定不变的，因此，古代人把它叫做恒星
[解析]距离地球最近的恒星是太阳，太阳之外才是比邻星。恒星与星云的比较见下表：
天体 质量 体积 密度 形状外表
恒星 小 小 大 球状
星 云 大 大 小 云雾状
由于恒星离我们过于遥远，我们无法感到它的运动，所以才会有这种错觉。所有的天体都是在不断运动的。
[答案]A
[例3]下列描述关于红巨星的是 ( ) 21世纪教育网
A．体积大、密度大、表面温度高 B．体积小、密度大、表面温度低
C．体积大、密度小、表面温度低 D．体积大、密度大、表面温度低
[解析]称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，密度不断减小，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之降低，发出的光也就越来越偏红。
[答案]C
考点应试必备
1．我们现在知道，太阳也是有寿命的。现在的太阳正好处于生命期的 ( )
A．幼年期 B．青年期 C．中年期 D．老年期
2．下列星体中，与恒星发展历程无关的是 ( )
A．红巨星 B．中子星 C．黑洞 D．行星
3．在恒星发展的各个阶段中，密度最大的是 ( )
A．黑洞 B．红巨星 C．中子星 D．超新星
4．直径比太阳大数十倍、亮度比太阳大得多的红色恒星是 ( )
A．超新星 B．红巨星 C．白矮星 D．黑洞
5．在恒星的发展过程中，经历了不同的阶段，下列不属于恒星演变最后阶段的形态是 ( )
A．红巨星 B．白矮星 C．中子星 D．黑洞
6．关于恒星密度的叙述不正确的是 ( )
A．恒星的密度一般比较小21世纪教育网
B．行星的密度一般比恒星大21世纪教育网
C．对于同一颗恒星而言，在不同演化阶段，密度是不一样的，但变化不大
D．对于同一颗恒星而言，在不同演化阶段，密度是不一样的，但变化巨大
7．下列星体中属于恒星的是 ( )
A．金星 B．水星 C．北极星 D．火星
8．下列关于黑洞的叙述，不正确的是 ( )
A．银河系中可能就是一个大质量的黑洞
B．黑洞引力强大，能够吞噬周围的物质包括光线
C．人类目前已经拍摄到了黑洞的射电图
D．黑洞的质量会无限地增长下去
9．离地球最近的恒星是 ( )
A．北极星 B．太阳 C．天狼星 D．牛郎星
10．下列对恒星的叙述，正确的是 ( )
A．恒星的一生中各个阶段都可以发光
B．恒星的密度都比行星大
C．天空中的繁星点点大多都属于恒星21世纪教育网
D．恒星在天空中的位置是恒定不变的21世纪教育网
11．恒星经过主序星阶段后，开始“衰老”。恒星在开始“衰老”初期，体积 、温度会 。其中质量大的我们称之为 。
12．恒星的 不同，归宿也就不同， 较大的恒星最后会形成高密度的
或 。
13．请按照恒星演化的先后，将巨星、超巨星、白矮星、中子星、黑洞填入合适的横线上。
(1) → 或 ；(2) → 。
14．将中子星、白矮星、红巨星、黑洞等恒星按密度大小排序。
15．根据太阳的演化过程填写：
太阳→ → →
16．恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前它能存在的时间。右图展示
了恒星与它的寿命之间的关系，从图中可得出以下信息：恒星的
质量与它的寿命的关系为 ，一个质量是太阳0.8倍的恒星能存在 年，一个质量是太阳1．7倍的恒星能存在
年。
参考答案：
第3节 恒星的一生
1．C 2．D 3．A 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．B l0．C
ll．变大 降低 超红巨星
l2．质量质量 中子星 黑洞 21世纪教育网
l3．(1)超巨星→中子星或黑洞21世纪教育网
(2)巨星→白矮星
14．黑洞>中子星>白矮星>红巨星
15．红巨星 白矮星 暗矮星
16．恒星的质量越大，它的寿命越短 140亿 20亿
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