宇宙麵麵觀

紅巨星

當一顆恒星度過它漫長的青壯年期——主序星階段,步入老年期時,它將首先變為一顆紅巨星。

稱它為“巨星”,是突出它的體積巨大。在巨星階段,恒星的體積將膨脹到十億倍之多。

稱它為“紅”巨星,是因為在這恒星迅速膨脹的同時,它的外表麵離中心越來越遠,所以溫度將隨之而降低,發出的光也就越來越偏紅。不過,雖然溫度降低了一些,可紅巨星的體積是如此之大,它的光度也變得很大,極為明亮。肉眼看到的最亮的星中,許多都是紅巨星。

在赫一羅圖中,紅巨星分布在主星序區的右上方的一個相當密集的區域內,差不多呈水平走向。

我們來較詳細地看看紅巨星的形成。我們已經知道,恒星依靠其內部的熱核聚變而熊熊燃燒著。核聚變的結果,是把每四個氫原子核結合成一個氦原子核,並釋放出大量的原子能,形成輻射壓。

處於主星序階段的恒星,核聚變主要在它的中心(核心)部分發生。輻射壓與它自身收縮的引力相平衡。

氫的燃燒消耗極快,中心形成氦核並且不斷增大。隨著時問的延長,氦核周圍的氫越來越少,中心核產生的能量已經不足以維持其輻射,於是平衡被打破,引力占了上風。有著氦核和氫外殼的恒星在引力作用下收縮,使其密度、壓強和溫度都升高。氫的燃燒向氦核周圍的一個殼層裏推進。

這以後恒星演化的過程是:內核收縮、外殼膨脹——燃燒殼層內部的氦核向內收縮並變熱,而其恒星外殼則向外膨脹並不斷變冷,表麵溫度大大降低。這個過程僅僅持續了數十萬年,這顆恒星在迅速膨脹中變為紅巨星。

紅巨星一旦形成,就朝恒星的下一階段——白矮星進發。當外部區域迅速膨脹時,氦核受反作用力卻強烈向內收縮,被壓縮的物質不斷變熱,最終內核溫度將超過一億度,點燃氦聚變。最後的結局將在中心形成一顆白矮星。 ‘