恒星的化学组成
2025年09月26日
恒星的化学组成
古希腊思想家亚里士多德认为,天体是由一种地上所没有的神秘东西——“以太”所组成。19世纪法国哲学家孔德于1842年宣称:“无论什么时候,在任何情况下,我们都不能够研究出天体的化学组成来。”但是,后来天文工作者通过光谱分析确定了太阳和恒星大气的化学成分,确定了天体也是由组成地上万物的化学元素所组成的,这样,既驳倒了天上和地上不一样的唯心主义先验论,也驳倒了天体化学组成不可知的唯心主义不可知论。
恒星的光谱多种多样,但那主要是由于表面温度的不同,而不是由于化学组成的不同。即使光谱中某种元素所产生的谱线很多,有些谱线很强,那个天体上这种元素也不一定很丰富。例如,在太阳光谱中,铁所生的谱线有4000条,氢所生的只有一二十条,但经过分析,确定了太阳上面氢比铁丰富,按原子数目计算氢为铁的3500倍,按质量计算为626倍。现在知道,绝大部分恒星的大气的化学组成都和太阳大气差不多,都是氢最丰富。按质量计,氢占78%,氦占20%;其余的2%中,O、C、N这三种元素占1/2多一点;剩下的不到1%中,较丰富的是Ne、Fe、Si、Mg、S等。小部分恒星的大气的化学组成和太阳不一样,或者是某一种或几种元素特别多,或者是氢特别少。
至于恒星内部的化学组成,我们可以根据质量、半径、光度、表面温度等参数而推出其概况,至少算出氢和氦各占多少。理论分析表明,恒星内部的化学组成在演化中逐渐改变,氢通过热核聚变而转化为氦,后来氦又转化为更重的元素,但最外层和大气的化学组成则长时间保持不变。太阳和很多恒星今天的大气化学组成基本上就是原来整个星体的化学组成。