作业帮如何通过赫罗图看出恒星先后变成主序星的顺序和到达最终状态的顺序?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/13 03:01:27
如何通过赫罗图看出恒星先后变成主序星的顺序和到达最终状态的顺序?
赫罗图是上世纪初（1911－1913年）画出来的,而恒星的演化规律则是后来才发现并形成理论的.
赫罗图出现后,人们知道了很多关于恒星的规律性的东西,如恒星质量与光度的关系、质量与光谱型的关系、光度与光谱型的关系等,但为什么会有这样的关系,在图中是看不出来的.毕竟在几代人的时间内,任何一颗恒星通过演化在赫罗图中位置的变化是看不出来的.
后来的工作,基本就是建立恒星演化模型,看是否与赫罗图一致,来检验模型是否正确的过程.
利用已知的核聚变反应规律,人们在1950年代就搞清楚了小质量恒星的演化规律,知道了一颗小质量恒星从诞生到主序星、再到红巨星、再到白矮星的演化规律,并建立了与赫罗图一致的相应的理论模型.但大质量恒星的演化规律却只到氢聚变结束就停止了,相应的理论模型一直没有突破.即,大质量恒星演化到红超巨星后,再如何演化?是否与赫罗图显示的一致,还不知道.
到上世纪60年代中期,一个在美国工作的叫亨耶的人（从名字看,此人应该是一个法国人）,利用出现时间还不长的大规模计算机,建立了一个针对大质量恒星后期演化的复杂的模型,可没几个人能搞得懂.几年后,亨耶模型得到简化,欧美多地开始利用亨耶模型研究大质量恒星的后期演化,并得到了与赫罗图一致的结论.
现在知道,一颗恒星在诞生时,不会出现在赫罗图中.只有当恒星成为正常主序星时,才会出现在赫罗图主星序相应的位置上.然后,恒星会在主星序上停留一段时间.停留时间的长短只与恒星的质量有关.恒星离开主星序,一定是向主星序的右上方移动,逐渐进入红巨星或红超巨星区域,然后会在这个区域内左右横向移动几次,并来回通过一个叫“造父变星”的狭窄的纵向区域.当红巨星通过这个狭窄区域时,恒星的表现与造父变星一致.恒星来回的移动,表示该恒星一次次地启动和结束各层次各来源的核聚变反应,如氦聚变、碳聚变、氧聚变、钙镁聚变.
当红巨星或红超巨星发生超新星爆发时,在赫罗图中,恒星会快速先向左移动到接近最左侧的地方,再快速垂直向下移动,到赫罗图中左下方的位置,就是白矮星所在的位置,并固定在那里.
一部分大质量恒星在垂直向左下方移动的过程中就看不到了.因为形成了中子星,或可能被超新星爆发炸碎了.而中子星因为体积太小,在赫罗图中无法表示.
赫罗图中恒星位置的变化,与所建立的恒星演化理论是一致的.
再问： 能不能告诉我影响恒星变成主序星先后顺序的因素和到达他们最终状态的因素？我有例题，想尽快搞懂它，周五有考试。。
再问： 有些翻译可能不是很清楚，不明白的我可以把英文题目照下来你看一下
再答： 原恒星开始氢核聚变时，才成为主序星，才能出现在主星序上。在主星序上的位置，几乎完全由其质量决定。因为质量决定恒星的大小，而核聚变反应的强度决定其表面温度和光度。当氢核聚变阶段结束、氦聚变开始时，恒星开始脱离主星序，向赫罗图的右上方移动。原因是恒星开始膨胀，发光面积增加，光度上升，表面温度下降。但因恒星质量不同，在赫罗图右上方的位置也不同。具体看下图。有不明白的，请追问。
再问： 求解释这张图那两条弯弯曲曲的线段是什么意思。
再问： 喔喔，我刚才只看到图，没看到解释。现在正在研究，不懂再问。多谢
再问： 例题在上方有描述：那是不是ABCD四星中的先后变成主序星的顺序就是ABCD，因为A的温度最高，质量最大，最先变成，B其次，C紧接，D最后？
再问： 这是四个个问题，四个星体的描述在上当。
A：基于4颗星成为主序星的先后排序
B：基于4颗星达到最终状态的先后排序
C：基于4颗星距离地球的远近（从最远到最近）排序
D：基于地球上的观测者看到4颗星达到最终状态的先后（从最先到最后）排序
再答： 看到你在另一个提问中附的图了，仔细辨认，可能是以下描述。 奥斯卡星（O星）：光谱型O型，在主星序上停留3百万年，以二型超新星爆发形式成为一个黑洞。位于距离地球100亿光年的一个星系中。巴巴拉星（B星）：光谱型B型，在主星序上停留2000万年，以二型超新星爆发形式成为一颗中子星。位于MW（估计是某星座），距离地球4万光年。弗雷德星（F星）：光谱型F型，在主星序上停留50亿年，以一型超新星爆发形式完全毁灭。位于距离地球60亿光年的一个星系中。凯西星（K星）：光谱型K型，在主星序上停留300亿年，缓慢冷却为白矮星。也在MW，距离地球1万光年。 以此来看，可作如下判断。O星是一颗蓝巨星，在四颗星中质量最大，表面温度最高。在主星序的左上角，寿命最短。B星是一颗大质量蓝白色恒星，也在主星序的左上方，但在O星下面一点。F星是一颗黄白色恒星，比太阳质量大。在主星序中O星的下面、太阳的上面（太阳是橙黄色的黄矮星）。K星是一颗红矮星，表面温度最低，寿命最长。位于主星序的右下角。 现在回答四个问题。A：上面说过，一颗恒星只有在成为主序星时，才能出现在主星序上。所以，它们应该是同时成为主序星的（同时出现在赫罗图中）。即O星＝B星＝F星＝K星。B：这个按照它们的寿命排序就行了。在主星序中，越靠上的恒星寿命越短，越靠下的恒星，寿命越长。就是O星→B星→F星→K星。O星寿命最短，K星寿命最长。C：距离已经给你了。O星＞F星＞B星＞K星。K星最近。D：这个最难回答，因为不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。如果它们是同时形成的（同时出现于赫罗图中），那么，最先看到超新星爆发而消失的是B星，其次是O星，然后是F星。理由是F星的寿命是50亿年，距离是60亿年。当F星50亿年后因超新星爆发而消失时，还要经过60亿年的时间才能被我们看到，合计时间是110亿年。而O星经过超新星爆发而消失后，只需要100亿年就能被我们看到了。至于O星演化所需的3百万年，在上百亿年的时间里，可以忽略不计。K星虽然离我们最近，但寿命长达300亿年，是最晚消失的。先后排序就是：B星、O星、F星、K星。 回答完毕。
再问： 太感谢了，我自己再看一下。能不能收藏，算是拜师吧。以后有天文，物理方面的问题多向你请教。在国外一个人上课感觉还是很吃力的。。。。
再答： 不客气。
1、图中各曲线是各质量恒星的演化路径，也叫演化程。
2、我没有QQ，也不知道怎么收藏。有事请私信。
3、如果认为我回答得有道理，别忘了采纳。
再问： 好的。我就在百度知道里收藏，以后有问题就找你就好不懂，找你问问。
再问： 多谢了，明天还有天文课。。今晚还得预习预习不懂的单词……
再答： 好的。
再问： 学长，上次的题目中还有五个小题。有三个不会，希望能赐教一下子。
1:是不是寿命最长的恒星也是离地球距离最远的？解释。
2:在上述的4个星里，最先结束寿命的行星也会在它生命的最后阶段最先可以在地球上观测到吗？为什么。
3：在上述4个恒星里，在生命的最后阶段可以被观测到的行星也是离地球最近的吗？这个回答是不是适用与所有情况？如果不是，举个例子。
这就是不会的那三个。多谢。
再问： 怎么样？看到能不能抽空帮忙解答一下。明天有考试。谢谢……
再答： 不好意思，刚看到。1、不是。恒星的寿命跟它们与地球的距离无关。前面说过，恒星的寿命是由它的质量决定的，质量越大，寿命越短，质量越小，寿命越长。2、不是。一颗恒星在结束生命时（如超新星爆发）能否立即在地球上看到，取决于它与地球的距离。就是上面的D问题。不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。假设两颗大质量恒星的质量相同，从原理上说，演化程与寿命也相同。例如，都是300万年寿命。如果它们与地球的距离也相同，我们当然能同时看到它们发生了超新星爆发。但如果一颗恒星的距离是300万光年，而另一颗的距离是500万光年，那么我们是先看到近距离的那颗星先发生了超新星爆发，经过200万年后，才能看到另一颗星爆发。3、也不是。如果恒星与地球距离近，但寿命长，假设距离是100光年，寿命是50亿年。另一颗星寿命短，假设是100万年，但离得远，假设是20万光年。再假设它们是同时形成（同时出现于赫罗图上），那么当它们演化结束时，在地球上看到它们出现到消失的时间分别是50亿零100年和120万年。显然距离远的先看到生命结束，而离得近的反而后看到。总之，就是不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。
再问： 感谢。想问一下，是不是寿命跟质量，温度，亮度都有关。亮度越低的寿命越长？质量越大，温度越高？这两天系统的看了一边赫罗图。貌似懂了点什么。然后白矮星在图的左下？温度高，亮度低。。。超红巨星，应该是这么翻译的吧，在图的右上当？
再问： 嗯嗯，我看明白了！多谢你之前的帮助。
再答： 恒星的寿命只与质量有关。同时，恒星的质量决定恒星的表面温度。至于恒星的亮度，与两个因素有关，一是表面温度，二是发光面积，发光面积也就是恒星的大小，或者说是体积了。这也是红巨星或红超巨星虽然表面温度低，但光度依然高，而白矮星虽然表面温度高，但光度低的原因。这也是这两类星分别位于赫罗图的两个角、不在主星序上的原因。
赫罗图出现后,人们知道了很多关于恒星的规律性的东西,如恒星质量与光度的关系、质量与光谱型的关系、光度与光谱型的关系等,但为什么会有这样的关系,在图中是看不出来的.毕竟在几代人的时间内,任何一颗恒星通过演化在赫罗图中位置的变化是看不出来的.
后来的工作,基本就是建立恒星演化模型,看是否与赫罗图一致,来检验模型是否正确的过程.
利用已知的核聚变反应规律,人们在1950年代就搞清楚了小质量恒星的演化规律,知道了一颗小质量恒星从诞生到主序星、再到红巨星、再到白矮星的演化规律,并建立了与赫罗图一致的相应的理论模型.但大质量恒星的演化规律却只到氢聚变结束就停止了,相应的理论模型一直没有突破.即,大质量恒星演化到红超巨星后,再如何演化?是否与赫罗图显示的一致,还不知道.
到上世纪60年代中期,一个在美国工作的叫亨耶的人（从名字看,此人应该是一个法国人）,利用出现时间还不长的大规模计算机,建立了一个针对大质量恒星后期演化的复杂的模型,可没几个人能搞得懂.几年后,亨耶模型得到简化,欧美多地开始利用亨耶模型研究大质量恒星的后期演化,并得到了与赫罗图一致的结论.
现在知道,一颗恒星在诞生时,不会出现在赫罗图中.只有当恒星成为正常主序星时,才会出现在赫罗图主星序相应的位置上.然后,恒星会在主星序上停留一段时间.停留时间的长短只与恒星的质量有关.恒星离开主星序,一定是向主星序的右上方移动,逐渐进入红巨星或红超巨星区域,然后会在这个区域内左右横向移动几次,并来回通过一个叫“造父变星”的狭窄的纵向区域.当红巨星通过这个狭窄区域时,恒星的表现与造父变星一致.恒星来回的移动,表示该恒星一次次地启动和结束各层次各来源的核聚变反应,如氦聚变、碳聚变、氧聚变、钙镁聚变.
当红巨星或红超巨星发生超新星爆发时,在赫罗图中,恒星会快速先向左移动到接近最左侧的地方,再快速垂直向下移动,到赫罗图中左下方的位置,就是白矮星所在的位置,并固定在那里.
一部分大质量恒星在垂直向左下方移动的过程中就看不到了.因为形成了中子星,或可能被超新星爆发炸碎了.而中子星因为体积太小,在赫罗图中无法表示.
赫罗图中恒星位置的变化,与所建立的恒星演化理论是一致的.
再问： 能不能告诉我影响恒星变成主序星先后顺序的因素和到达他们最终状态的因素？我有例题，想尽快搞懂它，周五有考试。。
再问： 有些翻译可能不是很清楚，不明白的我可以把英文题目照下来你看一下
再答： 原恒星开始氢核聚变时，才成为主序星，才能出现在主星序上。在主星序上的位置，几乎完全由其质量决定。因为质量决定恒星的大小，而核聚变反应的强度决定其表面温度和光度。当氢核聚变阶段结束、氦聚变开始时，恒星开始脱离主星序，向赫罗图的右上方移动。原因是恒星开始膨胀，发光面积增加，光度上升，表面温度下降。但因恒星质量不同，在赫罗图右上方的位置也不同。具体看下图。有不明白的，请追问。
再问： 求解释这张图那两条弯弯曲曲的线段是什么意思。
再问： 喔喔，我刚才只看到图，没看到解释。现在正在研究，不懂再问。多谢
再问： 例题在上方有描述：那是不是ABCD四星中的先后变成主序星的顺序就是ABCD，因为A的温度最高，质量最大，最先变成，B其次，C紧接，D最后？
再问： 这是四个个问题，四个星体的描述在上当。
A：基于4颗星成为主序星的先后排序
B：基于4颗星达到最终状态的先后排序
C：基于4颗星距离地球的远近（从最远到最近）排序
D：基于地球上的观测者看到4颗星达到最终状态的先后（从最先到最后）排序
再答： 看到你在另一个提问中附的图了，仔细辨认，可能是以下描述。 奥斯卡星（O星）：光谱型O型，在主星序上停留3百万年，以二型超新星爆发形式成为一个黑洞。位于距离地球100亿光年的一个星系中。巴巴拉星（B星）：光谱型B型，在主星序上停留2000万年，以二型超新星爆发形式成为一颗中子星。位于MW（估计是某星座），距离地球4万光年。弗雷德星（F星）：光谱型F型，在主星序上停留50亿年，以一型超新星爆发形式完全毁灭。位于距离地球60亿光年的一个星系中。凯西星（K星）：光谱型K型，在主星序上停留300亿年，缓慢冷却为白矮星。也在MW，距离地球1万光年。 以此来看，可作如下判断。O星是一颗蓝巨星，在四颗星中质量最大，表面温度最高。在主星序的左上角，寿命最短。B星是一颗大质量蓝白色恒星，也在主星序的左上方，但在O星下面一点。F星是一颗黄白色恒星，比太阳质量大。在主星序中O星的下面、太阳的上面（太阳是橙黄色的黄矮星）。K星是一颗红矮星，表面温度最低，寿命最长。位于主星序的右下角。 现在回答四个问题。A：上面说过，一颗恒星只有在成为主序星时，才能出现在主星序上。所以，它们应该是同时成为主序星的（同时出现在赫罗图中）。即O星＝B星＝F星＝K星。B：这个按照它们的寿命排序就行了。在主星序中，越靠上的恒星寿命越短，越靠下的恒星，寿命越长。就是O星→B星→F星→K星。O星寿命最短，K星寿命最长。C：距离已经给你了。O星＞F星＞B星＞K星。K星最近。D：这个最难回答，因为不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。如果它们是同时形成的（同时出现于赫罗图中），那么，最先看到超新星爆发而消失的是B星，其次是O星，然后是F星。理由是F星的寿命是50亿年，距离是60亿年。当F星50亿年后因超新星爆发而消失时，还要经过60亿年的时间才能被我们看到，合计时间是110亿年。而O星经过超新星爆发而消失后，只需要100亿年就能被我们看到了。至于O星演化所需的3百万年，在上百亿年的时间里，可以忽略不计。K星虽然离我们最近，但寿命长达300亿年，是最晚消失的。先后排序就是：B星、O星、F星、K星。 回答完毕。
再问： 太感谢了，我自己再看一下。能不能收藏，算是拜师吧。以后有天文，物理方面的问题多向你请教。在国外一个人上课感觉还是很吃力的。。。。
再答： 不客气。
1、图中各曲线是各质量恒星的演化路径，也叫演化程。
2、我没有QQ，也不知道怎么收藏。有事请私信。
3、如果认为我回答得有道理，别忘了采纳。
再问： 好的。我就在百度知道里收藏，以后有问题就找你就好不懂，找你问问。
再问： 多谢了，明天还有天文课。。今晚还得预习预习不懂的单词……
再答： 好的。
再问： 学长，上次的题目中还有五个小题。有三个不会，希望能赐教一下子。
1:是不是寿命最长的恒星也是离地球距离最远的？解释。
2:在上述的4个星里，最先结束寿命的行星也会在它生命的最后阶段最先可以在地球上观测到吗？为什么。
3：在上述4个恒星里，在生命的最后阶段可以被观测到的行星也是离地球最近的吗？这个回答是不是适用与所有情况？如果不是，举个例子。
这就是不会的那三个。多谢。
再问： 怎么样？看到能不能抽空帮忙解答一下。明天有考试。谢谢……
再答： 不好意思，刚看到。1、不是。恒星的寿命跟它们与地球的距离无关。前面说过，恒星的寿命是由它的质量决定的，质量越大，寿命越短，质量越小，寿命越长。2、不是。一颗恒星在结束生命时（如超新星爆发）能否立即在地球上看到，取决于它与地球的距离。就是上面的D问题。不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。假设两颗大质量恒星的质量相同，从原理上说，演化程与寿命也相同。例如，都是300万年寿命。如果它们与地球的距离也相同，我们当然能同时看到它们发生了超新星爆发。但如果一颗恒星的距离是300万光年，而另一颗的距离是500万光年，那么我们是先看到近距离的那颗星先发生了超新星爆发，经过200万年后，才能看到另一颗星爆发。3、也不是。如果恒星与地球距离近，但寿命长，假设距离是100光年，寿命是50亿年。另一颗星寿命短，假设是100万年，但离得远，假设是20万光年。再假设它们是同时形成（同时出现于赫罗图上），那么当它们演化结束时，在地球上看到它们出现到消失的时间分别是50亿零100年和120万年。显然距离远的先看到生命结束，而离得近的反而后看到。总之，就是不但要考虑恒星的演化时间，还要考虑它们与地球的距离，即一个事件从发生到以光速传递到地球的时间。
再问： 感谢。想问一下，是不是寿命跟质量，温度，亮度都有关。亮度越低的寿命越长？质量越大，温度越高？这两天系统的看了一边赫罗图。貌似懂了点什么。然后白矮星在图的左下？温度高，亮度低。。。超红巨星，应该是这么翻译的吧，在图的右上当？
再问： 嗯嗯，我看明白了！多谢你之前的帮助。
再答： 恒星的寿命只与质量有关。同时，恒星的质量决定恒星的表面温度。至于恒星的亮度，与两个因素有关，一是表面温度，二是发光面积，发光面积也就是恒星的大小，或者说是体积了。这也是红巨星或红超巨星虽然表面温度低，但光度依然高，而白矮星虽然表面温度高，但光度低的原因。这也是这两类星分别位于赫罗图的两个角、不在主星序上的原因。