現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為,主要和其質(zhì)量大小有關(guān),通常來(lái)說(shuō)恒星的核融合反應(yīng)僅在核心區(qū)發(fā)生,恒星的質(zhì)量越小,其內(nèi)部的核反應(yīng)速率越低,其壽命也越長(zhǎng),科學(xué)家估計(jì)一下,低質(zhì)量恒星的壽命可能高達(dá)上千億年,而一些超大質(zhì)量的恒星,可能僅有數(shù)百萬(wàn)年的壽命。

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質(zhì)量如何影響恒星的壽命
恒星的能量之源,來(lái)自于核融合反應(yīng),在恒星的核心區(qū),較輕的元素通過(guò)核聚變反應(yīng)生成較重的元素,并釋放出大量的能量,由此產(chǎn)生的輻射壓用來(lái)抵擋外層物質(zhì)的坍縮。同樣,恒星內(nèi)部核融合反應(yīng)的動(dòng)力也是源自于恒星自身的質(zhì)量。
因?yàn)橐胍l(fā)核聚變反應(yīng),恒星內(nèi)部必須要達(dá)到極端的高溫高壓環(huán)境,使粒子有更近的距離以及更高的能量來(lái)打破庫(kù)倫斥力,因此當(dāng)恒星的質(zhì)量越大時(shí),由于自身引力的增加,恒星內(nèi)部的壓力與溫度也會(huì)越高,更多的粒子會(huì)發(fā)生核融合反應(yīng),從而使恒星核心區(qū)更快的消耗自身的物質(zhì),最終導(dǎo)致恒星自身的演化進(jìn)程加快。

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在恒星核心區(qū)物質(zhì)補(bǔ)充機(jī)制上,質(zhì)量較大的恒星很難通過(guò)對(duì)流效應(yīng)將外部的物質(zhì)補(bǔ)充到核心區(qū),而一些質(zhì)量較小的恒星反而有利于這一點(diǎn),使更多的物質(zhì)輸送到核心區(qū)進(jìn)行聚變,因此質(zhì)量較小的恒星發(fā)光發(fā)熱的時(shí)間也就更長(zhǎng)。通常來(lái)說(shuō),恒星的金屬豐度越高,恒星自身越容易吸收光子,從而導(dǎo)致恒星能量的外泄,以至于影響到內(nèi)部的溫度壓力等因素,進(jìn)而影響恒星的壽命。

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恒星的壽命是多少?
在恒星的一生之中,其實(shí)包含許多演化階段,恒星因其自身的質(zhì)量影響也會(huì)有不同的演化結(jié)果,科學(xué)家估計(jì)超大質(zhì)量恒星的壽命可能僅維持?jǐn)?shù)百萬(wàn)年或者千萬(wàn)年,就會(huì)演化為中子星或者黑洞,經(jīng)過(guò)數(shù)百億年的發(fā)光發(fā)熱后,會(huì)最終演化為白矮星;一些質(zhì)量非常小的恒星,其壽命可能高達(dá)數(shù)兆億年。

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對(duì)于恒星而言,其不同的演化階段,往往也代表了不同的放能方式,將太陽(yáng)看做是一個(gè)由大量氫粒子構(gòu)成的氣態(tài)星體,實(shí)際的反應(yīng)步驟是非常繁瑣的,而且有電子的參與。現(xiàn)代恒星模型認(rèn)為,當(dāng)太陽(yáng)耗盡十分之一的質(zhì)量后,將進(jìn)入紅巨星階段,由于每次核聚變消耗四個(gè)質(zhì)子,因此可以估算出以氫核聚變?yōu)橹鞯募t巨星階段的核聚變次數(shù),它等于太陽(yáng)總質(zhì)量與四倍質(zhì)子質(zhì)量之比再乘以百分之十,而輻射出的能量則等于核聚變總次數(shù)乘以單次核聚變釋放的能量,以氫粒子聚變?yōu)橹鞯闹餍蛐请A段所持續(xù)的時(shí)間,計(jì)算結(jié)果約為一百億年。

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科學(xué)小總結(jié):
現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為,一些超大質(zhì)量恒的壽命可能僅有數(shù)百萬(wàn)年,而一些質(zhì)量非常小的恒星,其壽命可能高達(dá)兆億年以上,我們的太陽(yáng)作用一顆中等質(zhì)量恒星,這個(gè)階段總共將持續(xù)一百億年左右,之后會(huì)演化為以氦聚變?yōu)橹鞯募t巨星階段。