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恒星质量

恒星质量是指恒星的物理量,是恒星结构和演化的决定因素。恒星质量可以通过多种方法测定,其中以双星的轨道运动为基础的动力学方法是最基本且可靠的方法。恒星质量的下限约为0.08太阳质量,这是因为在较小质量的恒星中,中央温度不足以启动核反应,仅依靠引力收缩释放能量。目前已知最小的主序星质量为0.08太阳质量。恒星质量的上限则较为不确定,一些研究表明可能是60~100太阳质量,但在红外和可见光巡天中发现了质量高达200太阳质量的恒星。此外,还有一些证据显示,在大麦哲伦星系中可能存在质量超过3000太阳质量的恒星。

物理特性

恒星质量是恒星的重要物理参数之一,对于理解恒星的结构和演化过程具有关键作用。恒星的质量不仅影响其内部核反应的发生条件,也决定了恒星的表面重力及其光谱特征。恒星的质量随时间发生变化,主要是通过热核反应转化为辐射能以及大气膨胀或抛射物质等方式损失质量。此外,恒星也可能通过双星间的质量转移而增减质量。

测定方法

恒星质量的测定主要有两种方法:一是利用双星的轨道运动,这种方法得到的质量称为动力学质量;二是通过其他间接方法,如白矮星的引力红移、恒星的真实半径和表面重力加速度等,推算出恒星的质量。尽管这些方法不如动力学方法可靠,但对于缺乏双星观测数据的恒星来说,仍然是重要的补充手段。

分类与演化

恒星的质量对其演化路径有着重要影响。质量小于0.5太阳质量的恒星不会经历渐近巨星分支(AGB)阶段,而是直接演化为白矮星。质量在1.8-2.2太阳质量的恒星会在AGB阶段发展出简并的氦核。中等质量的恒星经历氦融合并发展出简并的碳-氧核。质量大于7-10太阳质量的大质量恒星最终将以超新星爆炸的形式结束生命,留下恒星质量黑洞级别的残骸。

质量范围

恒星质量的范围广泛,从百分之一太阳质量的红矮星到数百甚至数千太阳质量的巨大恒星都有可能存在。目前已知质量最大的恒星之一是海山二,其质量约为100-150太阳质量。然而,最近的研究表明,R136a1的质量达到了265太阳质量,挑战了先前提出的150太阳质量的上限。早期宇宙中的第一代恒星质量可能较大,但由于缺少重元素,其质量可达300太阳质量或更高。这些超大质量恒星现已全部消失。质量仅为木星质量93倍的剑鱼座AB C是已知能够进行核融合的最低质量恒星。理论预测,金属含量较低的恒星能够进行核融合的最低质量为8.3%太阳质量,即87倍木星质量。

质量变化

太阳作为典型的恒星,正在通过辐射和太阳风的方式缓慢地损失质量。预计在未来数十亿年内,太阳将失去其初始质量的46%,最终演化为简并状态的白矮星。

参考资料

为什么恒星的质量各有不同?_网易订阅.网易.2024-08-15

质量最大的恒星长啥样?300太阳质量的恒星了解下.搜狐网.2024-08-15

恒星质量比黑洞大得多,为什么它引力不如黑洞大,还被黑洞吞....网易订阅.2024-08-15