沅陵县划市:太阳几岁了

根据恒星演化学说，恒星内部一旦进行热核反应，就进入了相对稳定时期。而且质量大的演化快，稳定期短；质量小的演化慢，稳定期长。太阳的质量大约是2000亿亿亿吨，所以它的稳定期为100亿年。科学家们推算，太阳目前正于它的“中年”——50亿岁，也就是说太阳还能再活50亿岁呢？

太阳的年龄
根据研究估计，太阳的年龄大约比地球多一两千万年，而利用放射性定年法，所得到的地球年龄约为47亿年，因此我们可以得到太阳的年龄大约为47~48亿年。

什麼是放射性定年法呢? 放射性定年法是利用放射性元素衰变的原理，来反推放射性元素存在的时间，因此可以用来测量很长的时间。
宇宙不仅伸展的空间十分遥远，而且绵延的时间极其久长。难道我们不该问一下：宇宙的年龄有多大、它将来还能活多久吗？
在古代，对这些问题的回答只是猜想而已。例如，按照《圣经》上的说法推算，宇宙似乎只是在大约6000年前才创造出来的。
1785年，苏格兰地质学家赫顿第一次尝试从科学上回答这类问题。他在《地球理论》一书中估算了地球表面缓慢变化——山脉的形成，河岸的冲蚀，等等——的速率，断定这类变化已经延续了千百万年。
1847年，德国物理学家亥姆霍兹率先提出“能量守恒定律”：能量既不能无中生有，也不会凭空消失，它只有从一种形式转化为另一种形式。那么，太阳的能量是从哪儿来的呢？
假定太阳是一大堆普通的火，而它完全由碳和氧组成，那么为了维持它目前的发光速率，这堆巨大的混合物只消几千年就会焚烧殆尽。
另一种可能是陨星撞击太阳时的动能转化成热和光。亥姆霍兹算出，倘若情决果真如此，那么由于陨星的积累，30万年后太阳的质量就会增加1％。这样它的引力就会逐渐增强，地球的公转就会因此而变快，地球上每一年时间的长度就会比前一年缩短两秒钟。可是实际上并没有发生这样的情况。
一想到太阳，大家马上就联想到温暖和阳光。对于太阳来讲，古今中外各个民族都对太阳是一片歌颂声。我们说太阳哺育着大地，太阳哺育着我们的地球、植物，万物生长靠太阳。有一句俗话说，说是离了谁地球都可以转，但是要离了太阳，地球可就转不动了。所以太阳的优点是非常多的，尽管这么说，我们说任何一件事情，都不可能是十全十美的。如果说太阳的优点有99.9％，那么毕竟还有0.1％是缺点。今天我们就讲讲太阳的缺点，就是太阳对我们人类来讲，都是好处。惟有今天我讲这个题目不是那么十全十美，是什么呢？太阳风暴。你们看这个画面上，实际上这段画面不是人工画的，这是真实拍照的。上面那个火焰大家可以看到，那是太阳上边真实的火焰，当然这是用望远镜来拍的，不是我们肉眼看到的。那么这个火焰都有几十万公里，也就是说远远比我们地球要大得多。

那么我为了讲清楚太阳风暴，我们先把太阳做一个简单介绍，我们说太阳是非常壮观的。我们平常看的太阳就是这个样子，这就是我们平常看到的太阳，我们管它叫做光球，如果你们看一下的话，这个光球上边有一些黑的地方，这就叫做太阳黑子。当然还有其他的一些细节，这黑子还挺多。这就是我们平常眼睛看到的这个太阳，非常明亮的，我们管它叫光球。那简单来说，太阳可以分成三层，就是我们平常普通看到的，这个就叫做光球。那就是发光，太阳的主要的光都是从这儿来的，所以我们叫做光球。除了光球以外呢，还有一层，我们叫做色球。，就是比太阳更高层，叫做色球。为什么叫色球呢？它的颜色，从总的颜色来讲，是偏红的，是带颜色的，所以叫色球。当然色球上有很多东西，有很多结构，像这些结构呢，我们马上会提到，就是耀斑等等。周围还可以拍到一些它喷射的火焰，这个叫日珥。这就说这是色球，在太阳的高层，这个一般我们用肉眼是看不到的。那么再外面一层叫做日冕，这个日冕你一看就知道，这是日全食时候拍到的。日全食的时候大家知道，月亮把太阳挡住了，太阳看不到了。但是周围还有一圈非常漂亮发白颜色的光，这个叫日冕。这个日冕可大可小，跟太阳的活动有关系。

太阳我们一般人类感觉到的，太阳怎么样呢？就是给我们温暖，给我们阳光，这是我们感觉到的。除此之外太阳还在这地方不停地向我们吹风，我们管它叫做太阳风。这个风是风和日丽，一般吹来，影响都不大。除了一般地给我们吹风以外，它还要吹比较厉害的风，就像我们刮沙尘暴一样。平常的风给我们吹没关系，但是要出太阳风暴，那就受不了！那么人类什么时间发现了太阳风暴呢？二次世界大战发现的，大家知道二次世界大战期间，德国非常地猖狂，把整个欧洲都给占领了，惟有一个国家它没有占领，就是英国。德国人不甘心，就经常派飞机去轰炸英国，可是，后来德国人就发现，德国人每次到英国去的时候，英国就知道了。这飞机要来，防备得非常好，那么英国为什么能防备呢？它主要是发展了雷达的技术，可是德国人不知道。当时德国纳粹第二号人物叫格林，他就怀疑是不是纳粹党里边出叛徒了，把每次派飞机的情报告诉英国，实际上不是，英国有海岸的警戒雷达，可是突然有一天英国海岸警戒雷达也失灵了，来飞机看不见了，那么英国人也怀疑，哎呀！是不是德国有什么间谍打到我这里边来给我破坏了，也不敢吭声。等二次世界大战完了以后，英国才把这个秘密泄露，就是当时破坏英国海岸警戒雷达的，不是德国的间谍，而是太阳。就是太阳发怒了，太阳风暴给它破坏了。这个是1942年，所以这个就作为天文上边真正看到，从天体发来的巨大的无线电波的一个纪念。那么这是第一次人类感受到太阳风暴的危害，所以，我们就说一下太阳风和太阳风暴，我们先说太阳风。

我们看到的太阳发来的光这都是无线电波，这个不叫太阳风。那么除此之外，太阳还老在不停地向我们吹风，这个叫太阳风，那么太阳风是怎么产生的呢？大家看一个图就知道了，这就是太阳喷发出来的一些离子流，吹到我们这儿来了。那这边表示是地球，因为地球有磁场，来了以后这个风就从地球的周围，就吹过去了，这个就是太阳风。那最早提出太阳风概念的，是美国一个天文学家叫帕克，提出太阳风的概念。有了太阳风以后，这个概念提出来以后，大家就意识到太阳风可能很重要，所以就进行研究。那么吹太阳风有没有证据，有证据，我列了三项主要的证据，就是太阳风的证据，第一个是叫极光。极光很漂亮，我们看几个极光的照片，这就是极光的照片，这也是极光的照片，非常漂亮。所谓叫极光，主要指的是在两极，因为我们人类大部分都在北半球活动的多，所以一般叫北极光，实际上南极也有，南极光也有，两极都有。因为太阳风吹来以后，太阳风主要都是一些带电的离子，所以风吹出来的时候，它是集中在地球的两极，北极和南极，那么带电的离子来了以后，侵入到地球，因为是带电离子，那么沿着磁力线走，然后和地球大气一撞击，就发光了，这就是所谓叫做极光。除了极光以外，我还提到了，还有什么呢？黄道光，我们知道，我们的地球绕着太阳旋转，是在大体上一个平面上面，九大行星绕太阳旋转，都在一个大体平面上，什么平面呢？我们叫黄道面，所以这个太阳风吹来的话，也是沿着黄道面吹来的。有很多就到了我们地球的两极了，其中就产生极光，有的就在黄道面上，平着就吹过来了，那就是正好在黄道方向，能够看到光，这个就叫黄道光。此外我们说第三个证据，就是彗尾，彗星的尾巴。你看这个彗星的尾巴有个特点，都背向太阳，这是彗星被太阳烤热以后蒸发，蒸发以后它的尾巴就背向太阳，背向太阳的原因，一个是有光压，光有压力把它往后吹，另外有太阳风，因为太阳从外边，四周吹风，就把彗星的尾巴，就吹得背向太阳，这些都证明了太阳在不停地向外刮风，我们管它叫做太阳风，那么太阳刮风的话，因为它是不停地在刮，那这个风来自什么地方呢？主要的来自太阳的日冕，就是最外层，就是正常的刮风，从日冕层就吹出来了，这个对我们地球来讲，几乎是没有什么影响，或者说是影响非常非常小，就是正常的刮风，除此之外还有厉害的，就叫做太阳风暴。那太阳风暴来自什么地方呢？主要来自太阳活动区的爆发，我们说太阳不是那么平静的，上面有各种各样的活动区，就是活动的东西。这些活动区要是一爆发，一发怒，从这个地方喷发出来，有时候在日冕层再给加速一下等等，这样来的，就厉害了，这就叫做什么呢？太阳风暴，就像我们地球上一样，平常刮风没关系，但是要刮成什么，刮成沙尘暴就受不了。而这个沙尘暴它不是说这个风里边都有沙尘暴，其实是有一个沙尘暴的源，就是一个地方搞得不好，这地方生态破坏特别严重。所以那个地方出现沙尘暴了。所以我们类比的话，也就相当于太阳上有个别的活动区，它突然活动激烈，喷发出来，这样出来的话就是太阳风暴。太阳上有哪些活动区呢？

第一个我们就说到叫太阳黑子，这是我们人类最容易看到的，这就是一个太阳黑子的局部照片。我们说太阳上这个黑子出现还是挺多，出现的机会挺多。但是有些个别大的太阳黑子，要出现的话，就有可能引发太阳风暴。你看这个黑子有一定的结构，中间是黑的，然后周围呢，颜色浅一点，我们管它叫太阳黑子。实际上这个黑子黑不黑？你要单把太阳黑子拿出来，一点也不黑。我们说太阳的表面温度是多少度呢？六千度，这个黑子的表面温度大约是四千多度，或者是不到五千度，或者五千度左右。也就是说这个黑子的表面温度比太阳的温度低了一千多度，所以一反差我们看上去是变成黑子了，假如说真要是有一天太阳变成太阳黑子了，你看上去还是非常亮的一个太阳，变化不是很大，才差了一千度。你看黑子周围有一个细节，我让你看一下，你注意一下黑子周围，一个颗粒接着一个颗粒的。这个叫什么呢？叫米粒组织，这个在太阳光球里面也可以看到。这个米粒组织是什么呢？简单讲就是我们粥锅开锅了，这个粥开锅了，它一样，也是往上翻，翻出来一个一个的米粒，不过它这个“米”比咱们煮粥的那个米可就大多了，这一个米粒有多大呢？有几百公里，也可以到一千公里，就这一颗米粒，就有几百公里到一千公里，这就是米粒组织。那么我顺便说一下，如果这个地方的空气条件什么等等非常非常好，那就可以弄一个非常小的望远镜，就可以看到米粒组织，那就要求条件很好，我这个当地的空气非常好，就是大气宁静，光线非常好就可以看到。所以这个米粒组织不是说随便放一个望远镜就能看到，还要求这个观测的地点也非常好，所以我们要想看太阳看得好，一般选到湖边的地方，或者周围有森林的地方等等非常宁静的地方，才能看得非常清楚，不管怎么说，太阳上经常出现的一种现象，就是太阳黑子，如果有个别大的太阳黑子出现，就预示着有可能出现太阳风暴。所以这是太阳活动区的一个主要的一项叫太阳黑子，中国古代就有太阳黑子的记录，不但看到了，大小都给你估算出来了，位置都知道了，就这种黑子记录在我们国家有二百多次，那同学可能就要问了，他怎么看到，我怎么看不到，说明我们古代人很聪明，就是说他注意观察天象，你看他什么时间看呢，他叫“日出黄”，他就在日出和日没的时候，正好那个太阳刚出来，有一层薄云或者薄雾挡着，要不然你拿眼睛看着太阳也受刺激，那么看见以后，就可以记录太阳黑子。据说古代人还有一种办法看这个太阳黑子，怎么看呢？弄一个大脸盆，脸盆里边放上水，这个太阳在水上面一映照，反射一个太阳像，上边就看到有黑子，所以我们古代人真聪明，真正有记录的，我们记录多少次，二百多次，那真是了不起，就是说我们的祖先对于天象来讲非常关心，也非常聪明，包括太阳黑子都能看见，这是真不容易。

我们说除了太阳黑子的影响以外，另外还有一个影响出现太阳风暴的一个活动区，我们管它叫做太阳耀斑。引发太阳风暴主要的直接的原因往往不是太阳黑子，往往直接的是什么呢？太阳耀斑。所以太阳耀斑的监测，比监测太阳黑子还重要，当然太阳耀斑监测需要更好的仪器，要有一个望远镜，这个望远镜是专门看色球的，所以我们管它叫做色球望远镜。这个监视太阳耀斑，就比较容易监视。当然除了在地面上监视以外，我们还可以到太空里面去监视，放一个太空的望远镜来监视这个耀斑。我们看另外一个耀斑，这是另外一个耀斑，这是有几秒钟的爆发现象。这是又一个耀斑，局部的一个耀斑。你看这个耀斑非常非常的明亮，那么耀斑的旁边，那个黑的下边就是太阳黑子，所以这个耀斑往往就与太阳黑子重叠出现，耀斑基本上是我们太阳风暴的一个加速的一个关键的一个机制。因为耀斑里边温度特别高，磁场强度特别强。它的磁力线的结构也非常突出，所以很适合就造成一个发动机一样往外喷发，当然除了耀斑以外还有其他的东西。

比方说太阳日珥，太阳日珥就是从太阳的四周喷发的火焰，这就是一个典型的太阳日珥。这个日珥的高度有多高呢？三十七万公里。日珥的高度有这么高，那么这种日珥喷发，也有可能引发太阳风暴。这是另外一个，又是日珥，又显示耀斑。你看这个地方，亮的是耀斑，这个地方喷射的巨大的火焰就是日珥，就是说连耀斑带日珥一起从太阳就喷发出来。此外，除了我说的，黑子耀斑和日珥以外，还有其他的各种活动区，很多。我们看一下，比方说你看这个到处都在放光，都在喷发，这也是一个真实的照片。有其他的活动区来喷发的，还有这个是从日冕喷发出来的叫日冕环。这可不是一个水的喷泉，但是看上去像喷泉一样，非常漂亮。这是真实的照片，从日冕里边喷发出来的一些日冕环，这个也能够引起太阳风的异常。

这张照片我让你综合看一下，就说看一下各种活动区。那就告诉你，你看一下，我这半边是显示的光球，你看上面有黑子，这半边显示的是色球，这些最亮的就是耀斑，此外我周围显示的就是日珥的喷发等等，那角上这个是，这个位置的一个局部的用X射线光拍的，一个明亮的大耀斑，也就是说这个太阳上边，有好多个活动区，都可以引发太阳的剧烈爆发。然后造成太阳风暴，喷发到我们地球上，所以造成太阳风暴的太阳上的各种活动区还是很多的，但是比较集中的，原因最直接的。我提了，就是耀斑，像这一个就是耀斑，所以我们现在监测太阳风和太阳风暴，正常情况下我们用太阳黑子就可以。但是呢，这太阳黑子往往还不是直接，可能是一个前导，我们看的太阳黑子数多了，有可能出现太阳风暴，我们就抓紧监测，那么主要监测还是通过色球层来监测，还有通过高空卫星里边监测，X射线辐射来监测，那么监测的对象，我一再强调主要一个对象之一就是耀斑，这个往往是更重要的，这样我们就可以监测太阳的活动，特别是监测太阳风暴的活动。

好了，那么我们说太阳风暴对我们地面有这么大的危害，为什么呢？实际上太阳风暴刮来的速度，并不是很高，我们知道最快的速度是什么？电磁波。从太阳发的光到我们这儿来，这速度最快，其他都是些带电的离子，太阳风暴来得危害为什么比较大呢？我们看一下它的组成就知道了，这些都是正常的风，但是变成太阳风暴以后，它这个成分就有所变化，这个变化的主要特点，就是它的辐射，突然增强。就是一块云团，真是像一块沙尘暴一样。整个一个云团就过来了，所以这种现象对地球就有危害了。强的电磁辐射来了以后，那地面就受影响了，那么高能的离子流要来得太多，地面也要受影响。等离子体云来了以后，更要受影响。

我可以讲几个具体的例子，据说二十世纪六十年代初的时候，我们周总理去访问非洲。访问过程中，突然跟周总理座机的联系就中断了，那当然非常担心了，我们敬爱的总理在那儿访问，会不会有敌人破坏等等。后来就发现不是，是太阳有风暴骚扰，影响了地面的通讯。这就是说太阳风暴的影响，所以前些年通讯部门对太阳风暴非常关心，经常问太阳有没有问题？一有问题我这通讯就不灵了等等。那么现在我们的通讯水平提高了，受太阳风暴的影响会小一些。但是即便如此，也受影响。一般的太阳风暴我们影响就力度不是那么大了，原因是我们现在通讯水平提高了。可是这个太阳风暴要特别强的时候，我们地球上还是顶不住，目前的科技还是受影响。

那么一般说来，太阳风暴都有哪些影响和危害呢？我们可以总结一下，一件事情是干扰太空。第二它是干扰地磁，我们知道地球是有磁性的，有指南针南极北极有磁场，这个磁场用处还是很多的。我们通过测量磁场了解地球的一些活动，甚至说通过磁场有异常的话，我们还可以监视地震等等。所以这个磁场是很有用的，如果有了太阳风暴以后，这个地磁场就会受干扰，发生地磁暴。各种干扰很多，这是对我们地球磁场有直接的干扰。还有一条呢，这是对我们人类直接有关系的，什么呢？就是影响卫星的运转和通讯，关于通讯这一部分我要解释一下，因为这个太阳风来了以后，首先就打到什么地方呢？是打到我们地球的表层，这个太阳风比较难说先打到人身上，因为还要通过一个地球大气，在通过地球表层的时候，我们的地球非常好。我们的地球大气就是给地球穿了一件衣服，保护着我们，要不然在远古历史上，在地球的发展史上，太阳的风暴肯定很多，没有把我们地球摧垮，主要原因是什么呢？我们地球有个大气，在这保护着呢，没关系。那么太阳风来了，或者太阳风暴来了，首先打击的是什么？是我们地球的高层大气，其中有一层叫做电离层。为什么叫电离层？这一层就是由太阳风的离子把我们地球高层大气给电离了，就这意思，这一层除了保护我们地球以外，还有一个很重要的作用，因为它是电离的这一层，所以它有一个功能，有个什么功能呢？就是电磁波可以反射，简单说，电磁波只要打到这个电离层上去，它就可以反射下来。这一件事情对我们地面的通讯非常重要，所以我们这个地面的通讯特别是远距离的通讯，都要通过电离层来反射。就是我这地方有个发射站，发上去，电离层然后反射，像接力一样就打到那个地方去，就可以了。我刚才说的周总理的座机在那儿出问题，就是这个电离层被干扰了。电离层由于太阳风来了以后，电离层的电离度就发生变化，它的高度也发生变化，那你这个反射面就怎么样？就变了。所以你再打上去再打下来，下边就接不到了，信号就不好了，这就是说有这个影响。

那么讲到这儿我就要问一个问题，这个太阳风暴会中止吗？有太阳风暴多麻烦，能不能让太阳风暴中止？我们说太阳风暴中止不了，只要有太阳，就有太阳风暴，就有太阳风，太阳存在一天，太阳风就存在一天。太阳风暴来的可能性就存在，所以是永远不会中止。那什么时候能中止呢？太阳不发光了、就中止了。太阳只要发光，就不能够中止。

那么太阳任何事情都有个终结，太阳会不会变老呢？也会，对太阳来讲的话，年老以后呢，就越来越老，等里边的氢燃烧得差不多了，这个太阳会变成一个红巨星。那么变成红巨星呢，有可能要引发一次爆发。这太阳可能要爆发，那么太阳要爆发一下，我们人类可就受不了。不过这个时间还很遥远，我们说现在太阳的年龄大约就是五十亿年，非常简单，五十亿年。太阳的寿命有多少呢？一百亿年，非常好记，一百亿年。也就是太阳还有多长时间活呢？还有五十亿年。所以我们尽管放心，五十亿年没有问题。但是你得考虑五十年以后的事情，如果以后呢，太阳要是爆发，有可能变成一个红巨星，这是目前我们观测一个红巨星，叫心宿二。你看一下，这边对比一下，这个是太阳系，就是我们太阳系加在一起，都没有这个红巨星大。所以太阳真要爆发一下，我们这个地球的位置就不行了，我们得想办法赶紧搬家。那是以后的事情了，现在不用着急。可是太阳风暴，我想我们还得关心，为什么还得关心呢？因为我们现在人类的科学技术发展实在是太快了，到太空去旅游都有可能。当然现在我们要学杨利伟出去一趟很难，如果登一次月更难！但是说不定呢，在有不远的将来，可能人类就可以到月球上去没问题，已经有人去过了。也可以到火星上去，就是将来就可能有宇宙的旅游公司，买张票我们就到月球上去了。这时候太阳的风暴就关心了，现在你们出门旅游的话，看什么？看天气预报，天气预报不好不敢去。如果将来你们要到月球和火星去旅游，你最关心的是什么？太空的天气预报，而太空的天气预报主要是来自什么？来自太阳。所以我相信到那会儿的话，大家对太阳风暴那就是更加关心了。

大约45亿年前在银河系的盘状体系中，有一个大小为现在太阳5OO万倍的云团．云团的主要成分是氢分子同时含有少量氦分子和由其他元素构成的尘埃。因为受到来自内部物质的引力作用．云团向中心迅速收缩．经过40多万年终于蜕变成一个高温．高压、高密度的气体球．并在其核心触发了由四个氢原子核聚变成一个氦原子核的反应．释放出大量的热和光。
这就是太阳，人类的生命之母
太阳诞生后不久，残存在太阳周围的一些气体和尘埃形成了围绕太阳旋转的行星以及其他太阳系天体，其中包括地球和月亮。
太阳是大自然的创造，既有生，也有灭，但那是50亿年以后的事。因为它的寿命约有1OO亿年，而现在正值“壮年”。 50亿年以后，太阳核心的氢原子核将全部变成氦原子核，于是核反应的区域向太阳外层发展。这会使得太阳的直径大大增加。尽管表面温度有所下降。也会把地球上的一切生命烤焦。随着时间的推移太阳的直径继续增大，最后成为一个行星状星云，并在中心留下一颗超密度白矮星。在这种白矮星里一块火柴盒大小的物质就重达1吨左右。白矮星没有核反应，它是恒星核反应结束以后留下的残骸，依靠收缩自己的体积来继续辐射出微弱的能量，最后将变成一颗不发光的黑矮星。
也许有人会担心，到那时，人类还能继续生存吗？其实完全不必“杞人忧天”。人类的文明史不过才5000年左右，科技已经如此发达。50亿年是5000年的100万倍，那时的人类科技会发展到何种程度，谁也无法想象。

在群星之间,并不是空无一物,而是布满了物质,是气体,尘埃或两者的混合物.其中一种低温,不发光的星际尘云,相信是形成恒星的基本材料.

这些黑暗的星际尘云温度很低,约为摄氏-260至-160之间.天文学家发现这类物质如果没有什麼外力的话,这些星际尘云就如天上的云朵,在太空中天长地久的飘著.但是如果有些事情发生,例如邻近有颗超新星爆炸,产生的震波通过星际尘云时,会把它压缩,而使星际尘云的密度增加到可以靠本身的重力持续收缩.这种靠本身重力使体积越缩越小的过程,称为”重力溃缩”.也有一些其他的外力,如银河间的磁力或尘云间的碰撞,也可能使星际云产生重力溃缩.

大约在五十亿年前,一个称为”原始太阳星云”的星际尘云,开始重力溃缩.体积越缩越小,核心的温度也越来越高,密度也越来越大.当体积缩小百万倍后,成为一颗原始恒星,核心区域温度也升高而趋近於摄氏一千万度左右.当这个原始恒星或胎星的核心区域温度高逹一千万度时,触发了氢融合反应时,也就是氢弹爆炸的反应.此时,一颗叫太阳的恒星便诞生了.

经过一连串的核反应,会消耗掉四个氢核,形成一个氦核,而损失了一点点的质量.依据爱因斯坦质量和能量互换的方程式E=MC^2,损失的质量转化为光和热辐射出去,经过一路的碰撞,吸收再发射的过程,最后光和热传到太阳表面,再辐射到太空中一去不返,这也就是我们所看到的太阳辐射.当太阳中心区域氢融合反应产生的能量传到表面时,大部份以可见光的形式辐射到太空.

在五十忆年前刚形成的太阳并不稳定,体积缩胀不定.收缩的重力遭到热膨胀压力的阻挡,有时热膨胀力扬头,超过了重力,恒星大气因此膨胀.但是一膨胀,温度就跟著下降.膨胀过头,导致温度过低,使热膨胀压力挡不住重力,则恒星大气开始收缩.同样的,一收缩,温度就跟著上升,收缩过头,导致温度过高,又使热膨胀压力超过重力, 恒星大气又开始膨胀.

这种膨胀,收缩的过程反覆发生,加上周围还笼罩在云气中,因此亮度变化很不规则.但是胀缩的程度慢慢缩小,最后热膨胀力和收缩力达到平衡,进入稳定期.此时,太阳是一颗黄色的恒星,差不多就像我们现在看到的一样.

太阳进入稳定期后,相当稳定的发出光和热,可以持续一百亿年之久.这期间占太阳一生中的90%,天文学家特称为”主序星”时期.太阳成为一颗黄色主序星,至今己有五十亿年,再过五十亿年,太阳度过一生的黄金岁月后,将进入晚年.

有足够长的稳定期,对行星上的生命发生非常重要.以地球的经验来说,地球太约和太阳同时形成,将近十亿年后才出现生命,经过四十多亿年后,才发展出高等智慧的生物.因此,天文学家要找外星生命,只对生存期超过四十亿的恒星有兴趣.

太阳在晚年将成为红巨星

太阳在晚年时,将己经耗尽核心区域的氢,这时太阳的核心区域都是温度较低的氦,周围包著的一层正在进行氢融合反应,再外围便是太阳的一般物质.氢融合反应产生的光和热,正好和收缩的重力相同.核心区域的氦由於温度较低,而氦的密度又比氢大,所以重力大於热膨胀力而开始收缩,核心区域收缩产生的热散布到外层,加上外层氢融合反应产生的热,使得太阳外部慢慢膨胀,半径增大到吞没水星的范围.

随著太阳的膨胀,其发光散热的表面积也随之增加,表面积扩大后,单位面积所散发的热相对减少,所以太阳一边膨胀,表面温度也随之降到摄氏三千度,在发生的电磁辐射中,以红光最强,所以将呈现一个火红的大太阳,称为”红巨星”.

在红巨星时期的太阳不稳定,外层大气受到扰动会造成膨胀,收缩的脉动效应,而且脉动的周期和体积大小关.想想果冻的情形,轻拍一下果冻,它便会晃动,而且果冻越大,晃动的程度越小.同样的道理,红巨星的体积越大,膨胀,收缩的周期也越长.

简单来说,五十亿年后,太阳核心区域收缩的热将导致外部膨胀,变成一颗红巨星.充满氦的核心区域则持续收缩,温度也随之增加.当核心区域的温度升至一亿度时,开始发生氦融合反应,三个氦经过一连串的核反应后融合成为一个碳,放出比氢融合反应更巨量的光和热,使太阳外层急速膨胀,连地球也吞没了,成为一个体积超大的红色超巨星.

太阳的末路:白矮星

相似的过程是在红色超巨星的核心区域再次发生,碳累积越来越多,碳的密度比氦大,相对的收缩的重力也更大,史的碳构成的核心区域收缩下去.但是当此区域收缩到非常紧密结实的程度,也就是碳原子核周围所有的电子都挤在一起,挤到不能再挤时,这种紧密的压力挡住了重力收缩.虽然此时的温度比摄氏一亿度高很多,但是还没有高到可以产生碳融合反应的地步.因此,太阳核心区域不再收缩,但也没有多余的热使外层膨胀,就如此僵持著,形成了白矮星.由於白矮星的核心没有核融合反应来供给光与热,整个星球越来越暗,逐渐黯淡下去,最后变成一颗不发光的死寂星球----黑矮星.经过理论上的计算,白矮星慢慢冷却变成黑矮星的过程非常漫长,超过一百多亿年,而银河系的形成至今不过一百多亿年,因此天文学家认为银河系还没有老到可以形成黑矮星.

经过计算,太阳体积缩小一百万倍,约像地球一样大时,物质间拥挤的的程度才足以抗拒重力收缩.想想,质量与太阳相当,体积却只有地球大小,很容易算出白矮星的密度比水重一百万倍,也就是说一一方公分的物质约有一公吨重,是非常特别的物质状态,物理学家称为简并状态.原子是由原子核和电子构成.一般人都看过电子围绕原子核的图画或动画,虽然是简化的示意图,却也反映了微小的物质状态.通常电子都在距离原子核很远的地方绕转著,如果温度逐渐降低,或是外力逐渐增加,则电子的活动范围便被押挤而越来越小,逐渐靠近原子核.但是电子与原子核之间的距离有其最小范围,电子不能越过这道界线.就像围绕在玻璃珠周围的沙粒一样,沙粒最多依附在玻璃珠表面,而无法压入玻璃珠中.

同样的,当所有的电子都被迫压挤再原子的表层时,物质状态达到了一个临界,即使在增加压力,也无法将电子往内压挤.这种由电子处於最内层而产生的抗压力称为电子简并压力.依据理论推算,质量小於一点四个太阳质量的星球重力,不足以压垮电子简并压力,因此白矮星的质量不能比一点四个太阳质量更大.到目前为止,所发现的白矮星数量超过数百个,也都符合这个理论.这个上限首先是由一个印度天文学家钱德拉沙哈(Subrahmanyan Chandrasekhar 1910-1995)在1931年利用量子力学所求出来的,因此称为钱式极限(Chandrasekhar’s limit).

当钱德沙哈拉当年提出的这种由电子简并压力挡住重力收缩的星球时,并没有得到赞扬,再英国皇家天文学会在一九三五年所举办的研讨会中,更受到当代大师爱丁顿(Authur Eddington)爵士打压,认为宇宙中并没有这种天体.德拉沙哈受到这个打击后,没有办法在即刊上发表论文,因此他写了一本书<<恒星的结构与演化>>,后来成为这个领域中的经典之作.为什麼要称之为白矮星呢?这是因为第一哥确定的白矮星是天狼星的伴星,颜色属高温的青白色,但是体积如此小,因此称之为白矮星,但是后来陆续发现许多同类的恒星,星光颜色属於温度较低的黄色橙色,但是仍然称它们为白矮星.白矮星因此成为一个专有名词,专指这类由电子简并压力挡住重力收缩的星球.

有关星星历史上的记载与传说

不论中外,有关昂宿星团的记载都超过三千多年,它就是北天最明亮的星团之一.这个看起来模糊的一团天体,我国称之为昂宿,是二十八星宿中的一个.诗经中的<昭南.小星>就已经提到昂宿,<尔雅>释天中也提到西路昂也，昂的意思是毛毛的，所以称之为昂。史记—天关书中昂曰髦头，就是这个意思。昂宿星团在日本神话故事中，有许多不同的名称和故事，但大都与农业和渔业有关。例如在日本有些农业区，当看到昂宿星团与太阳一同升起时，表示到了春天播种的季节。有些沿海的地区，余名看到昂宿星团升起与落下来决定是否撒网。而在希腊神话中，七姊妹是擎天神阿特拉斯的女儿，她们是月亮女神阿特密斯的宫女，有一天再草原上玩耍的十，猎户奥莱翁突然闯了进来，七姊妹吓的逃到天上，躲在女神的袖子里，事后女神打开衣袖只见七只鸽子缩成一团。虽然奥莱翁无法抓到她们，但是他却一直追求著，直到天神宙斯同情而将她们安置在天上，成为七姊妹星团。从天文学的角度上看，最有可能的情况是第七颗星是一颗变星，原来很亮，后来变暗了。依据天文学家的研究，昂宿星团是一个行程至今约一亿年的年轻星团，其中包含许多亮度变化不规则的变星。由於昂宿星团属於年轻的星团，其中一些寿命很短的恒星才刚进入演化末期，这些恒星的亮度大都不稳定，例如金牛座BU星就是一颗亮度变化不规则的变星。

重质量恒星的演化

当这些物质以高速撞击在坚硬无比的内核区域时，产生强大的反弹力，而形成向外传播的震波。这种情形就像一个人用力拍桌子，越用力，产生反弹力道也越大。震波以超音速往外震动，挤压外层物质，促使温度急速升高，因此整个星球由内重质量恒星的稳定期依其质量有很大的差别,击中质量恒星的寿命相当短,只有数千万年.质量比太阳大倍以上的恒星寿命大约为数亿年至数十亿年。重质量恒星短寿的原因是质量大，导致收缩的重力也非常强而有力，使得恒星内和区域温度比较高，连带使核反应速率更劲爆，发出威猛的光与热，造成核星表面的温度比太阳型恒星高数倍以上，向太空辐射的光与热成几何级数增加.当恒星形成时，质量就已经固定，因此恒星发光发热都是在吃老本。重质量恒星本钱虽比太阳要多，但是其发热的速度却是数十倍以上，显然很快的便耗尽核反应的原料而进入演化的末期.

中子星

原子的直径范围比原子核大上一万倍，所以当电子被挤压进入原子核时，直径就缩小了一万倍以上，体积则缩小了一兆倍以上。因此，所有物质都成为中子时，体积可以说是小的惊人，密度也大的吓人。抗压力更是大。这种以中子紧密压挤在一起的抗压力，称为｛中子简并压力｝。依据理论，重质量恒星在演化末期，核心区域的质量如果在二至三个太阳质量之间，则强大的重力会把物质挤压成为中子。此时星球直径约为三十公里左右，强大的中子简并压力挡住了重力，星球不在收缩成为一个中子星。说到这里，中子星的故事并不完整，前面只其到恒星中央区域的情形，因此还要加上外层区域的变化情形，才会完整。经由目前物理学家仍不完全了解的过程，中心区域的物质全被挤压成中子时，星球内部的物质随著强大的重力陷向中心，陷落得速度非常快，核区域到表层的温度都高到能产生核融合反应。想想，如果地球上所有氢弹同时爆炸的情景。这可是整个星球都在发生核融合反应，将整个星球炸碎，形成天文学家所说的”超新星爆炸”。超新星爆炸有如烟火一样四射，只是规模大的多，持续得时间也久，整个超新星爆炸有如烟火一般四射，只是规模大的多，持续的时间也久。整个超新星爆炸扩散的过程可以持续数千年至数万年之久，阔至张范围渴达数十光年之远。在银河系中，超新星爆炸是最壮观的事件了。总结来说，质量比太阳大三倍以上的恒星就可能产生超新星爆炸。而炸碎后中心留下一个中子星。中子星主要经由中子构成，直径约为数十公里，密度是水的数千万至一亿倍，真是个异常的星球。

黑洞

质量在六个至八个太阳质量以上的恒星，在演化末期发生超过超新星爆炸时，如果内核区域的质量大於三个太阳质量，则连中子简并压力也抵挡不住强大的重力收缩，物质只好一路收缩下去，目前只有爱因斯坦提出的广义相对论可以解释这种问题。依据理论，物质缩小到约三公里左右，进入一个连光线都无法脱逃的范围，除了总值量，电核自转外，失去的所有的讯息，理问物理学家称这种奇异的状态为”黑洞”。既然黑洞不发光，那麼要如何去发现他勒?对於单独的黑洞，物理学家仍想不出好方法，但是如果黑洞是双星系统之一，则可以藉由观测双星的运动来推估看不到的伴星质量，伴星质量超过三个太阳质量而又看不到他，则可能是黑洞了。在双星系统中，如果其中之一是黑洞，则另外一颗恒星在演化晚期膨胀成为超巨星时，膨胀的物质会被黑洞强大的重力吸引，盘旋般向黑洞陷落。在盘旋陷落得过程中，形成一个吸积盘。物质在吸积盘中盘旋陷落得过程中，一路碰撞推挤，半径越来越小，温度也随之升高。在吸积盘内层温度高达摄氏百万度，发出X光。因此，天文学家搜索X光双星系统来推算看不见的伴星质量，如果这个看不见的伴星质量超过三个太阳质量，则认为他是黑洞的候选者。经过科学家近一百年的探究，对恒星结构的演变勾勒出一个轮廓，让我们认识恒星如何演变，步向终局的故事。其中有的恒星不由自主的步向轰轰烈烈的爆炸，许多元素像是钙，矽，铁等，就藉著超新星爆炸四散成为星际介质。这些物质在机缘巧合下，化作春泥更护化，经过重力的压缩后，又成为一颗灿烂的恒星，由於有这些元素，因此可以形成类似地球的行星，称命的发生也是要靠这些元素。例如在人体里面，血的成份有铁，骨骼有钙等，所以天文学家常说:”我们是超新星的子民’’。

约47亿“岁”

月亮也许知道,你问问她吧