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原恒星就是处于“原始状态”(处于慢收缩阶段的天体)的恒星。原恒星由“大爆炸[1]”后产生的星际云(星际云很大,直径可达上千光年)演变而来。它是在星际介质中的巨分子云收缩下出现的天体,是恒星形成过程中的早期阶段。对一个太阳质量的恒星而言,这个阶段至少持续大约100,000年。它开始于分子云核心的密度增加,结束于金牛T星的形成,然后就发展进入主序带。这个阶段由金牛T星-一种恒星风的开始宣告结束,标志着恒星从质量的吸积进入能量的辐射。

目录

发现过程

一种最新技术的电脑模拟提供了人们迄今最为详尽的有关宇宙中第一批星球是如何开始存在的画面。这种电脑模拟是由Naoki Yoshida 在美国和日本的同事研发的,它所模拟的星球形成披露了星球形成前的气团是如何在早期宇宙中以较简单的物理学方式实际地演变并形成一颗原恒星。原恒星是一种巨大星球的早期阶段。了解这些原始星球是如何演变的非常重要,因为它们的形成以及最终的爆炸为接踵而来的星球的产生提供了种子。它们可能会教导我们有关宇宙中生命和行星[2]起源的有关知识。

这种新的电脑模拟被Volker Bromm 在一则相关的Perspective 中称作“宇宙的Rosetta Stone”,显示了这种原恒星可能会演化为一颗能够合成重元素的巨大的恒星,其时间不仅仅是在较后世代的星球中,而且还可在宇宙大爆炸发生之后不久。人们需要更强有力的电脑、更多的物理数据及一个更大的范围来进行进一步的演算和模拟,但研究人员希望最终能够将这一模拟扩展到核反应启动的那一点上——即当星状物体变成一颗真正的恒星的那一刻。

也有人更严格地把原恒星定义为这样一种天体:它的主要能源既不像主序星来自氢燃烧,也不像主序前恒星靠准流体静力学收缩,释放引力能,而是来自下落物质的吸积。恒星孕育和诞生于气体-尘埃云中,光学望远镜难以探测,寻找原恒星成为红外天文学的重要任务。红外天文卫星发现的红外源中,有些可能是仍然在吸积星云物质的真正原恒星。

基本特征

当云气继续收缩时,它的温度会增加。这不是核反应造成的,只是重力能量转换成的热动能。当微粒(原子分子)因为在收缩的碎片中而减少至质量中心的距离时,就会导致重力能量的减少。但是因为总能量的守恒,因此伴随着重力能量的减少,微粒的动能就必须相对的增加。热动能的增加也会表现在云气温度的增加,云气越收缩温度增加的就越多。

大爆炸后的宇宙空间充满了大致均匀的星际物质。这些物质中的一些不稳定的因素(主要是引力)慢慢地引起星际云中物质密度的变化,导致一个或几个“引力中心”的出现。这些“引力中心”的引力作用使周围的物质向其中心坠落。物质以越来越快的速度被吸收,这些物质的引力势能转化为热能,致使原恒星中心的温度持续的升高。当温度达到六七百万度的时候,“质子——质子”的聚变核反应被点燃。当温度升到一千多万度时,恒星中心的核反应稳定地进行。至此,恒星的原恒星阶段结束,主序星阶段开始。

视频

原恒星 相关视频

科普:450光年外的原恒星
太空奥秘:原恒星

参考文献

  1. 《宇宙大爆炸》高清版,央视网
  2. 行星和生命,行知部落,2020-2-24