质量越小的恒星,为什么燃烧寿命也就越长?

2025-05-01 00:35:34
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回答1:

恒星是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体。

恒星中的物质产生的引力把恒星物质向内部拉,而内部的核聚变反应产生的向外的辐射压把物质向外推。恒星就是依靠向外的辐射压与向内的引力相平衡而保持稳定的。

恒星的质量越大,引力就越强,物质向内收缩的趋势就越强烈,中心密度和温度、压力也越高。因此,中心发生的核聚变反应也就越剧烈,产生的向外的辐射压就会更强,这样一来,恒星同样也保持了平衡。但是,核聚变反应越剧烈,消耗的核反应原料就越多,维持核反应的时间也就越短。而一旦核反应原料消耗完了,恒星的一生也就结束了。

相反,恒星质量小,引力就小,内部密度和温度、压力就低,核反应的强度也就低,消耗的核反应原料就越少,维持核反应的时间就越长。

恒星的寿命,也就是说恒星在主星序上的寿命,那是从它开启核反应开始才算是进入主星序的,然后到其氢氦将要燃烧殆尽时才退出主星序的。这是恒星一生所主要经历的时间,当然,恒星形成前的星云团,或者是死亡时坍塌成为的白矮星,中子星,或者黑洞之类的就不说了,毕竟在这里主要需要说的是恒星在主星序上燃烧的寿命问题。

那么为什么质量越小的恒星,其在主星序上停留的时间越长呢?其实,恒星在主星序上停留的时间主要是看恒星核反应的速度,而并非恒星总体的质量。这个就好比一根大木头跟一根香一样,木头虽大,但是它燃烧得很快,里里外外,上上下下都在消耗,而香呢?香虽小,但是细水流长啊,它不会大口大口地去消耗自身的资源。

大质量恒星的本身,其因引力收缩而产生的压力致使其内部可达到开启核反应的条件的内核显然要比小质量的恒星的内核要大很多,再加上大质量的恒星拥有者大量的碳氮氧等元素作为核反应的催化剂,所以其氢原料消耗的速度是明显要比小质量的恒星快很多的。

据了解,我们的太阳可以在主星序上停留100亿年,但是,如果我们的太阳的质量比现在的质量小一倍的话,那么它至少可以在主星序上燃烧1600亿年呢。这个理论虽然与常规的认知不一样,但事实确实就是这样。