恒星寿命差别为啥那么大(为啥恒星质量越大寿命越短)

宇宙中的恒星很多,光银河系就有1500亿颗左右,它们有大有小,在质量方面差别很大,一些蓝超巨星的质量可以在太阳的150倍左右,然而一些红矮星的质量还不到太阳的1/10,所以最大的恒星和最小的恒星质量甚至可以相差1500倍以上。

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不单是质量的不同,恒星的寿命也是不同的,它们的寿命和它的质量有直接的关系,表现为质量越大的恒星的寿命就越短,越小的恒星的寿命就越长。

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可能有很多朋友不理解为什么会这样,因为相对而言,质量更大的恒星群内部的核聚变燃料更多呀,质量小的恒星内部的核聚变燃料会很少,为什么不是质量更大的寿命更长,反而是质量越小的恒星寿命越长呢?想不透怎么会是这样。

其实这也不难理解,我们不妨就生活中的一些现象去联想一下,比如我们要在火上烧开一壶水,我们把火开到最大级别,那么这壶水很快就能被烧开,而如果我们把火焰调到最小,那么水被烧开的时间相对就长很多。同样的道理,质量越大的恒星其内部的核聚变反应将越剧烈,质量越小的恒星内部的核聚变也将相对平缓,这就像开大火和小火去烧水一样,质量大的恒星内部参与核聚变的原料非常多,燃烧的也更旺一些,内部温度很高,质量小的恒星的内部,参与核聚变的原料当然也就很少了,燃烧的也就没那么旺,温度没那么高,能进行的时间当然也就长了。

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如果您还不理解,那我们再从恒星的比例上进一步说明一下,我们以太阳作比较,太阳的直径是140万公里,假设核聚变只在最中间直径60万公里的地方进行,那么就是说核聚变发生在恒星表面的40万公里一下,而如果是一个直径1000万公里的恒星,那么同样的比例的话,这颗恒星内部将会有直径900多万公里的直径都在进行核聚变,其剧烈程度当然要远超太阳,所以如果太阳可以燃烧100亿年,那么这颗更大的恒星的燃烧时间当然就会少得多了。

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也许有朋友认为这里用体积来比较有点儿不恰当,因为恒星比较的是质量,其实我是想用它来说清这个道理,实际上质量更大的恒星的内部温度会更高,我们也可以理解为内部压力达到一定程度的范围内都在进行核聚变,而且压力越大温度越高的地方,核聚变进行得越快越剧烈,所以也就是质量越大的恒星的主序星阶段就会越快结束了。

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从赫罗图上我们可以看到,恒星质量从小到大可以划分为很多等级,质量最小的红矮星的寿命可长达几千亿年,橙矮星的寿命次之,像太阳这样的黄矮星寿命在100亿年左右,而一些具有巨大质量的蓝超巨星寿命却不足1000万年,比如海山二、手枪星等,主序星阶段只有几百万年。所以小恒星的寿命甚至可以相当于巨型恒星的10万倍。

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