资源简介

(共22张PPT)
3.3 人类对宇宙的探索
第3课时 恒星
创设情境
太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。
四、 恒星的一生
太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。
天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到恒星的诞生过程与太阳的诞生过程基本相似。
视频：恒星的一生
⑴随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。
⑵宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体
状态的星云团。
⑶随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团
就开始发光。恒星就诞生了。
⑷当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部
的氢核发生聚变反应，生成氦并向外释放出能量，恒星就开始稳定
下来，进入主序星阶段。
1、恒星的诞生
星云团
星云团发光
主序星
恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢？
太阳的主序星阶段可持续约100亿年，太阳已存在 50亿年，还有50亿年。今天的太阳正处在它的鼎盛时期。恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。
主序星阶段
1.图3.3-17 展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。
质量是太阳0.8倍的恒星能存在约130亿年。质量是太阳1.7倍的恒星能存在约30亿年。
约130亿年
约30亿年
质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。
2.一颗质量是太阳0.8倍的恒星能
存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒
星又能存在多久？
3.描述恒星的质量与它的寿命的一
般关系。
⑴大约50亿年后，太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星。
⑵当太阳膨胀到接近火星轨道时，将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续大约10亿年时间，亮度升高到今天的近1万倍。
⑶红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云。
2、 恒星的死亡
⑷红巨星的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。
⑸最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙中，进入新的循环。
3、太阳的一生
原始星云
主序星
红巨星
白矮星
了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？
宇宙也像恒星一样，也会经历诞生、发展、死亡的过程。
与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，就会快速演化并消亡。这是恒星最后的归宿。
4、恒星的寿命：
⑴如果恒星的质量介于1~8倍太阳质量：
它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星。
取决于恒星的质量。
⑵如果恒星的质量是太阳质量的10~20倍：
它的体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。
1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。
图3.3-18 蟹状星云
⑶当恒星的质量更大时：
黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。
内部将产生巨大压力，物质被”压“成了更为神奇的天体——黑洞。
黑洞
板书设计
5、不同质量恒星的演化
小质量恒星：
大质量恒星：
主序星→红巨星→行星状星云→白矮星→黑矮星
主序星→超红巨星→超新星→中子星或黑洞
大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？
过了主序星阶段后，大质量恒星，体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星或黑洞。
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×104光年之遥。
图3.3-20 银河系中心黑洞
黑洞
6、恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。
中子星，是处于演化后期的恒星。当恒星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能变为中子星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。
中子星
中子星小得出奇、典型的中子星直径只有20km，但密度很大，1cm3的质量最高可达几十亿吨，由于巨大的质量产生了强大的引力。脉冲星(中子星的一种)的中心压力可达到1×1028个大气压，比地心压力大3×1021倍，比太阳中心压力大3×1016倍。
图3.3-21 中子星从极点喷发强大气流
中子星的能量辐射是太阳的近100万倍，它在1s内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可达到1×107℃，中心温度还要高数百万倍。
根据科学家估计，银河系内中子星的总数至少在20万颗以上。
1.关于“康德－拉普拉斯星云说”的叙述正确的是 （ ）
A.太阳系是由星系爆炸形成的　
B.太阳系是由星系分离出来的
C.太阳系是由一块星云收缩形成的
D.太阳系是由多块星云收缩，形成太阳和八大行星
2、太阳在生命的最后阶段将变成 （ ）
A.红巨星 B.白矮星 C.超新星 D.黑洞
C
B
3、恒星在生命的最后阶段将会 （ ）
A.变成黑洞 B.变成中子星 C.变成白矮星
D.不同质量的恒星最后的演化结果不同
D
4、根据科学家预测，大恒星的演变过程为 （ ）
A.大恒星—红巨星—中子星—黑洞
B.大恒星—超新星—超红巨星—中子星、黑洞
C.大恒星—超红巨星—超新星—中子星、黑洞
D.大恒星—中子星—超红巨星—超新星
C
5、早在1965年，科学家们在天鹅座发现了一颗距离地球1万光年的恒星，命名为“天鹅座X 1”。根据计算，该恒星的质量为太阳的30倍，但是科学家们并没有发现它所发出的任何光线。
你认为该恒星应该已经演变成了 （ ）
A. 白矮星 B. 超新星 C. 中子星 D. 黑洞
D
6.下列有关黑洞的描述错误的是（　　）
A．黑洞密度极高，能产生强大的引力
B．黑洞是科幻小说中的一种设想，实际并不存在
C．黑洞在太阳系中不可能出现
D．黑洞是质量更大的恒星发展的某个阶段
B
7.下列有关恒星的叙述中正确的是（　 ）
A. 恒星都是由炽热的气体组成、靠自己发光的天体
B.恒星在星空中的位置是固定不变的
C.宇宙中的恒星都在绕着银河系的中心旋转
D.恒星都是质量和体积都很大的固态星球
A
探究实践
再见

展开更多......

收起↑