恒星温度由什么决定——100个科学问题之16

比太阳温度还高的恒星存在吗,恒星的温度怎么计算,温度最高的恒星有多少度

16 恒星的温度能达到多少度?

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

这个问题的答案取决于你所说的是什么样的恒星,以及你所指的是恒星的哪一个部位

在我们能观测到的恒星中,99%以上都和太阳一样,属于称为“主序星”的一类。至于恒星的温度,我们一般是指恒星的表面温度。下面我们就从这里谈起

任何恒星都具有一种在其自身的引力作用下发生坍缩的倾向,但是当它坍缩时,它的内部会变得越来越热。而当它的内部温度越来越高时,这颗恒星就有一种发生膨胀的倾向。最后,两种倾向会达到平衡。结果,这颗恒星便达到了某种固定的大小。一颗恒星的质量越大,为了平衡这种坍缩所需要的内部温度就越大,因而它的表面温度也就越高

太阳是一颗中等大小的恒星,它的表面温度为6000℃。质量比它小的恒星,其表面温度也比它低,有一些恒星的表面温度只有2500℃左右

质量比太阳大的恒星,其表面温度也比太阳高,可达10,000℃、20,000℃,甚至更高。在所有已知的恒星中,质量最大、因而温度最高、亮度最大的恒星,其稳定的表面温度至少可达50,000℃,甚至可能更高。也许可以大胆地说,主序星的最高的稳定表面温度可以达到80,000℃

为什么不能再高呢?质量再大的恒星,其表面温度会不会比这还要高呢?到这里,我们不得不停下来。因为,一颗普通恒星,如果具有这样大的质量,以致它的表面温度竟高达80,000℃以上,那么,这颗恒星内部的极高温度就会使它发生爆炸。在爆炸时,也许在瞬间会发出比这高得多的温度,然而当它爆炸之后,剩下来的将是一颗更小和更冷的恒星

但是恒星的表面并不是温度最高的部分。热会从它的表面向外传播到该恒星周围的一层很薄的大气层(亦即它的“日冕”)。这里的热量从总量上说虽然不算大,但是,由于这里的原子数量同该恒星本身的原子数量相比是很少很少的,以致每一个原子可以获得大量的热供应。又因为我们以每一个原子的热能作为测量温度的标准,所以,日冕的温度高达1,000,000℃

此外,恒星的内部温度也比其表面温度高得多。要使恒星的外层能够战胜巨大的向里拉的引力,就必须是这样。已经查明,太阳中心的温度大约为15,000,000℃

自然,那些质量比太阳大的恒星,它们不但表面温度更高,中心温度也同样会更高。同时,对于具有一定质量的恒星来说,其核心的温度一般总是随着它的年龄的增长而越来越高的。有一些天文学家曾试图计算出,在整个恒星爆炸的前夕,其核心的温度可以达到多少度。我所看到的其中一种估算,认为最高可达到6,000,000,000℃

那些不属于主序星的天体,其温度有多高呢?尤其是那些在六十年代新发现的夭体,其温度可达到多少度呢?例如脉冲星的温度可能达到多少度呢?有些天文学家认为,脉冲星实际上就是非常致密的“中子星”,这种中子星的质量虽然和一颗普通恒星一样大,但是它的直径只有十几公里。这样的中子星的核心温度会不会超过6,000,000,000℃这个“最大值”呢?此外,还有类星体,有人认为类星体可能是由数百万颗普通恒星坍缩而成的,既然如此,这种类星体的核心温度又有多高呢?

所有这些问题,迄今为止,还没有人能够回答

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

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