| 词条 | 红超巨星 |
| 释义 | 和其他恒星一样, 在主序时期, 氢会结合成氦, 但恒星的寿命更短. 一颗15倍太阳质量的恒星的核心将在一千万年中用尽它的氢元素. 由于巨大的质量, 其核心处的温度及密度足够高使氦结合成碳并且同时形成氢燃烧壳层. 氦核心稳定的燃烧因为恒星的引力足够大去控制它. 因为热量由核心产生, 恒星的外部会膨胀的比红巨星还大, 就形成了超红巨星(red supergiant). 简介濒临死亡的大质量恒星，温度很低，直径为太阳的上百倍到上千倍不等。 是恒星的恒星光谱分类的约克光谱分类（光度分类）中的第一级，超巨星中的一种。虽然它们的质量不是最大的，但体积却是宇宙中最大的恒星。恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦构成的核球之后，氢聚变的热核反应就无法在中心区继续。这时引力重压没有辐射压来平衡，星体中心区就要被压缩，温度会急剧上升。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合气体受热达到引发氢聚变的温度，热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大，氢燃烧层也跟着向外扩展，使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。转化期间，氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多，但星体表面温度不仅不升高反而会下降。 原因外层膨胀后受到的内聚引力减小，即使温度降低，其膨胀压力仍然可抗衡或超过引力，此时星体半径和表面积增大的程度超过产能率的增长，因此总光度虽可能增长，表面温度却会下降。质量高于4倍太阳质量的大恒星在氦核外重新引发氢聚变时，核外放出来的能量未明显增加，但半径却增大了好多倍，因此表面温度由几万开降到三、四千开，成为红超巨星。质量低于4倍太阳质量的中小恒星进入红巨星阶段时表面温度下降，光度却急剧增加，这是因为它们外层膨胀所耗费的能量较少而产能较多。 红巨星一旦形成，就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。 已知在银河系内最大的四颗红超巨星是仙王座μ、人马座KW、仙王座V354和天鹅座KY。 许多红超巨星的质量都允许它们核心的最终产物是铁元素，在接近生命期的结束时，它们将发展出来的元素会越来越重，而越重的元素也越接近核心。 相对来说，红超巨星的阶段很短暂，持续的时间只有数十万至数百万年。大多数大质量的红超巨星会发展成为沃尔夫-拉叶星，而质量稍低的红超巨星会以类似II型超新星结束它们的生命。 内部结构自然界的元素不只是氢、氦、碳和氧，生命物质、木材、土壤和岩石中都含有一些 硅、镁、硫、磷、铁和其他重原子，这些原子的核中都有20个以上的质子和中子。 这些元素不能在太阳和大多数恒星里制造，只在8倍太阳质量以上才能产生。 来自何处仍然是来自恒星，不过只是很小一部分恒星，即质量最大的那些。只有在离开主序 时质量超过SM的恒星才能制造重原子核。恒星中被外层重量压紧的核心就是“炼金炉”， 原料就是氢和氦燃烧的“炉渣”，即碳和氧，冶炼过程在温度升到6亿开氏度时开始。 在这个温度上碳再也保不住了，相互猛撞并聚合成氛和镁，一条生产线就此建立， 因为每个新的热核反应都释放更多的能量，使温度升得更高，从而使新的转变成为可能。 在10亿度时，氖核夺得一个氦核而形成镁，在15亿度时氧也开始聚变，产生一系列更重 的元素：硫、硅和磷，在30亿度时硅开始聚变，并引发几百种核反应，使炉子里的温度越来 越高。在再往后的几千种反应的熊熊烈火中，更重也更珍贵的元素被制造出来。这是恒 星生命的最后阶段，这些反应的突发性也越来越强，越重的元素燃烧的时间就越短。对 于一个质量为25M的“模型”星，碳的燃烧持续600年，氖是1年，氧是6个月，而硅只有 1天。 核转变并不能就以这种速率无限制地继续下去，反应的洪流最后都朝着一个元素汇集：铁。铁的原子核较特殊，其中的56个质子和中子结合得如此紧密，没有一种聚变能量能使它们分开，铁就成了大质量恒星核心的最后灰烬。 现在的恒星由一个已停止热核反应的核心和仍在接连地燃烧的外层组成。恒星只得不断地膨胀其外壳以调节平衡，它会膨胀到一个巨大的尺度，成为红超巨星。 红超巨星是宇宙中最大的恒星。如果把这样一个星放在太阳系中心，它将吞没所有行星，包括远在数亿公里外的冥王星。红超巨星的内部结构有时被描绘成像一个洋葱头， 因为它包含许多在燃烧着不同化学元素的同心层。最轻的元素在温度最低的外层燃烧，而最重的元素在紧贴着那个呆滞铁核的内层燃烧。 典型的红超巨星参宿四猎户座亮星极多，其中最著名的就属参宿四(betelgeuse)，它是红超巨星，半径在太阳的700倍到1000倍间变化，如果把它放在我们的太阳这个位置，外围将超过木星。而半径的变化使得它的光度也跟著变化，亮度会在0.4至1.3间变化。它距离我们约500光年，因为又近又大，使它成为除了太阳之外，人类首度能解析出表面大小的恒星。参宿四已走入生命末期，推测在未来数百万年中，可能变成超新星。 心宿二天蝎座的主星。中国古代又称大火，是东方苍龙七宿中心宿的第二星，用来确定季节。 “七月流火”即是大火星西行，天气将寒之意。现代天文学之称为“天蝎座α星”。 它是一个红超巨星。它是一个光变明显的半规则变星，并与一个蓝色主序星组成一个 目视双星系统。心宿二还是射电源。 相关详细观测发现一红超巨星体积神秘缩小 美国研究人员2009年6月9日说，过去十多年中，位于“猎户”星座的红超巨星——“参宿四”体积神秘缩小。天文学家表示，他们也不清楚为什么会有这种奇怪的情况发生。 早在1921年，天文学家就给“参宿四”测过体积。但从1993年开始，美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员重新进行测量，他们使用的是架设在南加州威尔逊山的红外干涉仪望远镜。 参与这项研究的教授、激光发明人查尔斯·汤斯当天在一份声明中说：“新测量发现，过去15年中，‘参宿四’的直径缩小15%，其缩小幅度平缓，但呈逐年加快趋势。” “参宿四”半径为5个天文单位，也就是5倍于地球到太阳的距离。如果把它安放在太阳系的中心，它的表面几乎达到木星的轨道。这意味着，“参宿四”这15年中缩减了相当于金星到太阳的距离。今天，“参宿四”依然巨大，用“哈勃”太空望远镜观察，它仍属于少数呈碟状、而非光点的恒星。但作为红超巨星，它已快走到生命的尽头。 另一名研究人员爱德华·威什诺说，他们并不清楚为什么“参宿四”体积会缩减，“对星系和遥远的宇宙，包括快走到生命尽头的红超巨星来说，人们仍有太多的未知”。 研究人员表示，他们接下来仍会继续研究“参宿四”，观察它到底是继续缩小还是转而膨胀。研究人员还指出，尽管“参宿四”体积在缩小，但它的亮度在过去15年中没有明显变暗。 这项研究成果已于9日在加州帕萨迪纳举行的美国天文学会会议上公布，并已发表在《天体物理学杂志通讯》上。 红巨星与红超巨星 当恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦构成的核球之后，氢聚变的热核反应就无法在中心区继续。这时引力重压没有辐射压来平衡，星体中心区就要被压缩，温度会急剧上升。中心氦核球温度升高后使紧贴它的那一层氢氦混合气体受热达到引发氢聚变的温度，热核反应重新开始。如此氦球逐渐增大，氢燃烧层也跟着向外扩展，使星体外层物质受热膨胀起来向红巨星或红超巨星转化。转化期间，氢燃烧层产生的能量可能比主序星时期还要多，但星体表面温度不仅不升高反而会下降。其原因在于：外层膨胀后受到的内聚引力减小，即使温度降低，其膨胀压力仍然可抗衡或超过引力，此时星体半径和表面积增大的程度超过产能率的增长，因此总光度虽可能增长，表面温度却会下降。质量高于4倍太阳质量的大恒星在氦核外重新引发氢聚变时，核外放出来的能量未明显增加，但半径却增大了好多倍，因此表面温度由几万开降到三、四千开，成为红超巨星。质量低于4倍太阳质量的中小恒星进入红巨星阶段时表面温度下降，光度却急剧增加，这是因为它们外层膨胀所耗费的能量较少而产能较多。 预计太阳在红巨星阶段将大约停留10亿年时间，光度将升高到今天的好几十倍。到那时侯，地面的温度将升高到今天的两三倍，北温带夏季最高温度将接近100℃。 |
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