星坯

也稱星胎 。在宇宙中，當星際氣體密度增加到一定程度時，其內部引力的增長比氣體壓力的增長要快得多，於是這團氣體雲開始縮小。這樣的傾向一開始，其本身的引力便促使巨量物質的密度同時升高，質量大得驚人的星際物質同時變得不穩定起來。 這些巨量的星際氣體與星際塵埃物質坍縮得越來越迅猛，部分氣體形成了較小的雲團，它們的密度也分別增大了。這些較小的雲團從周圍吸引更多的氣體與塵埃，並隨引力收縮的加劇和溫度的上升，繼續收縮、碎裂，逐漸形成原始恆星的星胚。

基本介紹

• 中文名：星坯
• 別稱：星胎
• 分類：恆星

星坯的演化

星坯的力學平衡是靠內部壓力梯度與自引力相抗衡造成的，而壓力梯度的存在卻依賴於內部溫度的不均勻性（即星坯中心的溫度要高於外圍的溫度），因此在熱學上，這是一個不平衡的系統，熱量將從中心逐漸地向外流出。這一熱學上趨向平衡的自然傾向對力學起著削弱的作用。於是星坯必須緩慢的收縮，以其引力位能的降低來升高溫度，從而來恢復力學平衡；同時也是以引力位能的降低，來提供星坯輻射所需的能量。這就是星坯演化的主要物理機制。

下面我們利用經典引力理論大致的討論這一過程。考慮密度為ρ、溫度為T、半徑為r的球狀氣雲系統，氣體熱運動能量： 　ET= RT= T 　(1) 將氣體看成單原子理想氣體，μ為摩爾質量，R為氣體普適常數 　為了得到氣雲球的的引力能Eg，想像經球的質量一點點移到無窮遠，將球全部移走場力作的功就等於-Eg。當球質量為m，半徑為r時，從表面移走dm過程中場力做功： 　dW=- =-G( )1/3m2/3dm 　(2) 所以：-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3 　於是：Eg=- (2）， 　氣體雲的總能量：E=ET+EG (3) 靈魂星雲將形成新的行星

熱運動使氣體分布均勻，引力使氣體集中。現在兩者共同作用。當E>0時熱運動為主，氣雲是穩定的，小的擾動不會影響氣雲平衡；當E<0時，引力為主，小的密度擾動產生對均勻的偏離，密度大處引力增大，使偏離加強而破壞平衡，氣體開始塌縮。由E≤0得到產生收縮的臨界半徑： 　(4) 相應的氣體雲的臨界質量為： 　(5) 原始氣雲密度小，臨界質量很大。所以很少有恆星單獨產生，大部分是一群恆星一起產生成為星團。球形星團可以包含10^5→10^7個恆星，可以認為是同時產生的。 　我們已知：太陽質量：MΘ=2×10^33，半徑R=7×10^10，我們帶入（2）可得出太陽收縮到今天這個狀態以釋放的引力能 　太陽的總光度L=4×10^33erg.s-1如果這個輻射光度靠引力為能源來維持，那么持續的時間是： 　很多證明表明，太陽穩定的保持著今天的狀態已有5×10^9年了，因此，星坯階段只能是太陽形成像今天這樣的穩定狀態之前的一個短暫過渡階段。這樣提出新問題，星坯引力收縮是如何停止的？

星坯與恆星

在宇宙發展到一定時期，宇宙中充滿均勻的中性原子氣體雲，大體積氣體雲由於自身引力而不穩定造成塌縮。這樣恆星便進入形成階段。在塌縮開始階段，氣體雲內部壓力很微小，物質在自引力作用下加速向中心墜落。當物質的線度收縮了幾個數量級後，情況就不同了，一方面，氣體的密度有了劇烈的增加，另一方面，由於失去的引力位能部分的轉化成熱能，氣體溫度也有了很大的增加，氣體的壓力正比於它的密度與溫度的乘積，因而在塌縮過程中，壓力增長更快，這樣，在氣體內部很快形成一個足以與自引力相抗衡的壓力場，這壓力場最後制止引力塌縮，從而建立起一個新的力學平衡位形，稱之為星坯。