Massive Star Birth pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Cesaroni, Riccardo (EDT)/ Felli, Marcello (EDT)/ Churchwell, Edward B. (EDT)/ Walmsley, Malcolm (EDT

出品人:

页数:482

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 113.00

装帧:HRD

isbn号码:9780521851985

丛书系列:

图书标签:

恒星形成
分子云
天文学
星团
宇宙
高分辨率观测
射电天文学
红外天文学
天体物理学
星际介质

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具体描述

Massive stars, those with between 10 and 100 times the mass of the Sun, are among the rarest stars of all. They live fast and die young, but during their short lives produce the most dramatic effects on the surrounding interstellar medium in terms of dynamics, ionization, and chemical enrichment. Until a few decades ago massive star birth was literally shrouded in mystery, since these stars are born deep inside dense clouds of swirling dust and gas that obscure our view. At IAU S227, more than 200 of the world's leading astronomers presented a cornucopia of new results concerning the birth and infancy of massive stars. These proceedings show the achievements reached in this field, due to observations in the radio at mm and sub-mm wavelengths and in the infrared, and to theoretical models that simulate what happens in the cradle of a massive star.

《巨星诞生：宇宙的炼金术》一部深入探索恒星形成与演化奥秘的宏伟史诗《巨星诞生：宇宙的炼金术》并非仅仅是一本天体物理学的教科书，它是一次对宇宙最壮丽、最根本过程的深度沉浸式体验。本书聚焦于“巨星”——那些质量远超太阳、燃烧得更炽热、寿命更短暂的宇宙灯塔——是如何从冰冷的星际尘埃和气体云中孕育而生的，以及它们最终如何以最壮观的方式终结自己的生命，从而成为宇宙物质循环的核心驱动力。本书的叙事结构旨在引导读者穿越数十亿光年的时空，从星际介质的微观结构，到超新星爆发的宏大场景，勾勒出一幅完整、连贯的巨星生命周期图景。 --- 第一部分：原始的摇篮——分子云的坍缩本书伊始，我们将把目光投向那些宇宙中最寒冷、最致密的区域：巨分子云（Giant Molecular Clouds, GMCs）。这些广袤的低温气体和尘埃集合体，是恒星诞生的温床。章节重点： 1. 星际介质的复杂性：详细剖析星际尘埃的化学成分、粒径分布及其在星际辐射场中的行为。探讨“尘埃消光”和“红化”现象，这些是理解我们观测到恒星的真实亮度的关键。 2. 引力失衡与触发机制：深入探讨分子云如何克服内部湍流和磁场的支撑力，实现引力坍缩。我们将考察触发恒星形成的不同机制，包括星际冲击波（如超新星遗迹或旋臂的压缩）、密度波理论，以及云间碰撞。 3. 湍流与磁场的双重作用：现代研究表明，恒星形成过程并非简单的经典球对称坍缩。本书将详细论述湍流在介质中产生局部高密度核心的重要性，以及磁场如何通过“磁阻尼”过程影响坍缩的速度和路径。 4. 原恒星的形成与吸积：坍缩的核心形成致密的“前恒星核心”。我们将详细描述物质如何通过吸积盘（Accretion Disk）落向中心体，以及在这一过程中释放出惊人的引力能，使原恒星温度急剧上升。 --- 第二部分：巨星的“童年”与能量的觉醒当地球上生命还在演化时，一颗巨星的内部已经开始经历剧烈的物理和化学变化。本部分专注于恒星从模糊的吸积体过渡到稳定发光天体的关键阶段。章节重点： 1. 赫罗图上的迁徙：介绍恒星演化的“前主序星”（Pre-Main Sequence, PMS）阶段。重点分析大质量恒星（O型和B型星）与太阳型恒星在赫罗图（H-R Diagram）上轨迹的显著差异，特别是它们下降和收缩的速度。 2. 质量与命运的决定性关系：强调初始质量是决定恒星一生所有属性——光度、表面温度、寿命乃至最终归宿——的唯一决定性因素。我们将对比太阳（G型星）与十倍、百倍太阳质量巨星的内部结构模型。 3. 核聚变的黎明：描述在核心温度和压力达到临界点时，氢核聚变（质子-质子链或CNO循环）是如何启动的。对于巨星而言，CNO循环是主要的能量来源，其效率远高于太阳的PP链。我们将详细解析这两种核反应的物理机制及其对恒星稳定性的影响。 4. 对流与辐射的战争：探讨大质量恒星内部能量传输机制的转变。巨星核心通常是完全对流的，而外层则依赖辐射传输。这种结构如何确保了物质的充分混合，并影响了后续元素的燃烧。 --- 第三部分：主序的辉煌与氦闪的序曲恒星在主序阶段度过其生命的大部分时间，通过氢燃烧维持稳定。对于巨星而言，这个阶段虽然相对短暂，却是宇宙中最明亮、最具影响力的时期。章节重点： 1. 极端光度与恒星风暴：巨星的巨大引力不足以完全约束其表面物质，导致它们以惊人的速度损失质量——“恒星风”（Stellar Winds）。我们将量化描述这些风的功率、速度，以及它们如何雕刻周围的星际介质，形成壮观的星云结构。 2. 星际化学工厂：分析巨星外层强烈的紫外辐射对周围低温气体的影响，如何电离氢气，形成明亮的电离氢区（HII区）。这些电离区不仅是巨星存在的标志，也是后续恒星形成区域的“清除者”。 3. 氦燃烧的挑战：当核心的氢耗尽后，演化加速。本书详述了氦在三阿尔法过程中（Triple-Alpha Process）转化为碳的过程。对于质量极大的恒星，氦燃烧的启动几乎是即时且剧烈的，尽管其在恒星生命周期中所占的时间极短。 4. 不稳定的边缘：探讨对不稳定性的敏感性，如脉冲热核燃烧、壳层燃烧的启动，以及这些内部变化如何导致恒星在光度和表面温度上的快速振荡。 --- 第四部分：巨星的终结——超新星与宇宙的播种者巨星的死亡是宇宙中最具创世意义的事件。本书的最后部分将聚焦于恒星演化链的终点，以及它们如何将生命的基石散播到整个星系。章节重点： 1. 多重壳层燃烧的交响曲：描述比太阳更重的恒星如何依次点燃更重元素的核聚变（碳、氖、氧、硅），形成一个复杂的“洋葱”结构。我们将精确追踪硅燃烧到铁形成所需的惊人短时间尺度（可能只有几天）。 2. 核心的崩溃与中子星的诞生：探讨铁核的形成是终结的开始，因为铁的聚变不再释放能量。引力瞬间压倒一切，导致核心在毫秒间坍缩至原子核密度，形成一个中子星或黑洞。 3. II型超新星的物理学：详细解析反弹激波（Rebound Shock）的形成机制。激波如何穿透外层包层，将恒星物质以数万公里每秒的速度抛射出去，并释放出比太阳系总亮度还要高出数十亿倍的能量。 4. 元素合成的终极炼金术：这是全书最关键的部分之一。我们将深入研究“快速中子俘获过程”（r-process），解释宇宙中大部分重元素（如金、铂、铀）是如何在超新星爆发的极端环境中瞬间合成，并被播撒到宇宙空间，成为下一代恒星、行星乃至生命存在的物质基础。 5. 遗迹与回响：最后的章节将展示超新星遗迹（Supernova Remnants, SNRs）的结构和演化，以及坍缩核心留下的极端天体——中子星（包括脉冲星和磁星）和黑洞的性质，它们是巨星生命结束后留下的永恒印记。 --- 《巨星诞生：宇宙的炼金术》以严谨的科学基础和充满诗意的笔触，带领读者穿越宇宙中最剧烈、最根本的物理过程。它揭示了我们身体中的每一个原子，都曾是某一颗遥远巨星核心的产物。这是一部关于起源、毁灭与重生的不朽之作。