恒星是从星云中诞生的,那么星云是如何形成的?
发布网友
发布时间：2022-08-29 13:17
共4个回答
热心网友
时间：2023-11-21 23:54
大多数天文爱好者对深空天体的认识是从M31和M42开始的，当然我们知道M31就是著名的仙女座大星系，M42则是几乎夺走了所有深空摄影党第一次的猎户座火鸟星云！国家地理纪录片《旅行到宇宙边缘》对这个星云有非常详尽的介绍，得以让我们知道了原来猎户座星云还是银河系里的恒星大工厂，我们也知道太阳也是诞生于一片以当前太阳系为中心的奥尔特云，可以简单的说，宇宙中所有天体都是星云为基础开始演化的，但有一个问题可能吃瓜群众一直到搞不清，这生出恒星这颗蛋的“母鸡”—星云从哪里来的？
上图是“失去了手臂”的猎户座，官方名称是短剑但同好都喜欢称为“猎户的JJ”位置就是M42所在！
画面正中就是那只著名的火鸟，鸟头与翅膀清晰可辨。
关于星云，现代天文理论认为其来源有两个，一个是诞生于宇宙大暴涨的冷却时代，另个则是恒星的生命周期末的天文事件，但其真正的源头只有一个，即来自宇宙大爆炸！
一、宇宙大爆炸是怎么诞生星云的？
关于宇宙大爆炸的证据，在哈勃定律以及宇宙微波背景辐射（CMB）还有原初元素丰度等多个方面都有强有力的支持。根据广义相对论对宇宙膨胀进行反推，就能得到宇宙曾经有一个阶段处于致密与高温的状态，我们并不能确定这个状态保持了多久，因为在这个状态下时间都尚未开始，但这个状态在某个时刻发生膨胀！
10^-37秒时，发生了一种相变导致宇宙急速暴涨
10^-36秒时，暴涨结束，但膨胀仍然继续，此时宇宙中充满夸克-胶子等离子体和其他所有基本粒子。此时温度极高，所有粒子都处在随机运动中。尚无法形成物质，
某个时刻违反重子数守恒的反应发生，夸克和轻子数量上战胜了反夸克和反轻子，这使得我们的宇宙中物质（正物质）占了主导。
当然粒子能量下降到10^12eV时产生了对称破缺，粒子之间的基本作用力产生。
10^-11秒时，此时已经到了高能粒子物理所能模拟的范围
10^-6秒时夸克和胶子在强作用力作用下结合成了质子和重子
3分钟之后，宇宙温度降低到10亿K左右，极少数质子与中子结合，形成了氢和氦以及极少量的锂原子核（太初合成过程），而绝大多数质子则孤零零的等待着电子形成氢原子。
37.9万年后，宇宙温度下降到可以让电子和质子结合成氢原子（氢的同位素氕只有一个质子和一个电子）
在此之后，通过与物质脱耦，光辐射在宇宙空间自由传播，而这就是我们现在所说的CMB，也就是宇宙微波背景辐射（变成微波背景辐射是因为辐射的红移效应）
至此宇宙中的物质诞生“工作”已经全部结束，宇宙中处处弥漫着氢以及部分氦还有微量的锂元素，此时大爆炸时代的光已经成为背景辐射，而恒星尚未诞生，宇宙进入黑暗时代
这个黑暗时代一直将持续上亿年，弥漫的星云在金斯不稳定性条件下坍缩成原恒星，最终发出宇宙中第一缕光！现在已经组装完毕的詹姆斯韦伯望远镜，未来的目标就是观测到宇宙中的第一缕光。
二、恒星如何制造星云？
并不是所有的恒星都能制造星云，比如0.4⊙左右的红矮星，因为这个质量的恒星从内到外有比较彻底的对流程，中心不会累积氦元素，还能将氢元素彻底耗尽，不会膨胀成红巨星，整个生涯中除了恒星风和日冕层物质抛射，并不会大幅改变质量，这种恒星算是一毛不拔的吝啬鬼。不过它的寿命超级长，甚至长达数万亿年！寿终将形成一颗氦白矮星。
0.5⊙-0.8⊙以上的恒星会部分制造星云，因为内核辐射层处在外壳之间存在，因此仍然会存在部分红巨星现象，但内核温度并能燃烧氦，因此不会发生氦闪，最后形成白矮星，但有部分物质在红巨星阶段被抛弃成为星际物质。
0.8⊙-2.25⊙的恒星内核温度不够，但在氢元素消耗之辐射压不能支撑外壳坍缩的高温能点燃内核累积的氦元素，因此会氦闪，这种仅次于超新星的能量释放会抛弃大量的高能物质。
7⊙-10⊙以内的恒星，并不会演化到铁核坍缩，在红巨星阶段即由于膨胀外壳逐渐剥离，最终内核坍缩成各种“口味”的白矮星，比如碳氧白矮星，或者硅硫白矮星，能演化到哪个阶段，主要取决于恒星的质量与内核能达到的温度。
被剥离的外壳会成为漂亮的行星状星云，很多星云通过民用口径望远镜即可清晰分辨，比如著名的烟圈星云M57，如果在10寸口径下，烟圈清晰可见。
大都行星状星云的都比较接近圆形，或者大致圆形，因为它是比较温和的条件下扩散的，能比较好保持扩散以前的形状。
以上是银河系内22个行星状星云外观示意图，基本都保持的比较好。
10⊙以上的大质量恒星大都会经过超新星阶段，内核铁核坍缩比如电子捕获、成对不稳定、或是光致蜕变、超越钱德拉塞卡极限等都能导致核心坍缩，即形成超新星爆发！当恒星内核发展到铁核时，内核不再产生能量，无法抵抗外壳重力坍缩，最终超越内核的兼并压力突破钱德拉塞卡极限，然后达到氧聚变（多层洋葱外壳的氧壳层）......最终铁核心彻底崩溃导致超新星爆发。
40⊙以上的恒星并不会经过红巨星阶段而直接超新星爆发
150⊙-200⊙以上的恒星可能不会经过超新星爆发而直接坍缩成黑洞
超新星爆发中的SN1993J艺术图，这些扩散的恒星物质未来将形成我们熟悉的星云。
热心网友
时间：2023-11-21 23:55
热心网友
时间：2023-11-21 23:55
热心网友
时间：2023-11-21 23:56
