天文的几个问题为什么太阳系,银河系等这些星系是扁平的,一个饼状的聚合体呢?恒星在燃烧尽H后会坍缩,应该是缩小的,为什么会

天文的几个问题
为什么太阳系,银河系等这些星系是扁平的,一个饼状的聚合体呢?
恒星在燃烧尽H后会坍缩,应该是缩小的,为什么会出现红巨星阶段?
超新星爆发是在红巨星阶段之后吗?

1 因为他们都在旋转,由于离心力的关系,一个球体在自转时,自然而然的会越来越扁.设想有一个球体,做自转运动,在其赤道上的每一点都会有一个离心力,把这一点往外拉,就像我们坐车转弯的时候的感觉,推广一下,位于球体上的每一点,除了其自转轴上的两点外,别的点都承受的离心力 的拉扯,更具半径的不同会有不同,但和方向没关系,都是向外的,然后一个球就被越拉越扁越拉越变,事实上,太阳系在形成之初是没有那么便的.如果推广一下解释的话,在太阳系和银河系形成之初,最最之初,他们都是球体,他们都在自转,速度都很快,物体自转时的能量叫做角动量
公式是= 质量 X 半径 X 旋转速度
由于受离心力的作用,太阳系和银河系越来越扁,越来越扁的结果就是半径变大了,由于没有外力作用,所以能量守恒,所以必须保持角动量不变.这是一个积的关系,半径增大了,只能通过减小另外一个或者两个变量来保持积不变,质量是不变的,所以唯一能变得就是旋转速度,所以银河系和太阳系的旋转速度越来越慢,一直到离心力=太阳系的引力和,然后太阳系或者银河系就处在了一个平衡状态.所以他们是扁的.
但上面所说的这些有一个前提,这个系统的中西质量必须非常大,太阳占了太阳系质量的99%,银河系的情况也类似,中心质量巨大无比,所以能够是扁.对于一些没有巨大质量核心的星系,就不是这样了,他们就像一团云一样,里面的恒星都是都没规律的运动.
2.非常好的问题!这个问题我以前也闹不明白,后来选了天体物理学的课程学分之后才明白的.
在核聚变H的时候恒星一般是一颗主序星,我们的太阳就是,它放出光的能量就是内部的氢,当内部的氢有一天被用完时,问题就来了.恒星的内部平衡是 恒星自身重力（或者叫引力）和内部核聚变产生的力之间的平衡,一旦燃料用光,热核反应的速率立即剧减,引力与核聚变之间的平衡打破了,引力占据了上风.有着氦核和氢外壳的恒星,在自身的重力下开始收缩,压强、密度和温度都随之升高,于是恒星外层尚未动用过的氢开始燃烧,外壳开始膨胀,而核心区在收缩.
在一亿度的高温下,恒星核区的氦原子核能够聚变成碳原子核,每三个氦核变成一个碳核,碳核又能再捕获别的氦核而形成氧核.这些新反应的速度完全不同于缓慢的氢聚变.它们像闪电一样快地突然起爆（氦闪耀）,而恒星不得不尽可能地相应调整自己的结构.经历约一百万年后,核能量的流出稳定下来.在此后的几亿年中,恒星又得到暂时的平稳,核区的氦在消耗,而氢的燃烧越来越向更外层推进.但是,这个调整是要代价的,这时的恒星将膨胀得极大,以使自己的结构适应于光度的增大.它的体积将增大十亿倍.这个过程中恒星的颜色会改变,因为其外层与高温的核心区相距很远,温度就低了下来.这种状态的恒星称为红巨星.
3.是的,超新星的爆发几乎就是大质量恒星的最后阶段了,而且不是每一个恒星都能成为超新星的,比如我们太阳就不能,只有质量在太阳8倍以上和恒星才能超新星爆发.
超新星爆发时,爆发与坍塌同时进行,坍塌作用使核心处的物质压缩得更为密实.理论分析证明,电子简并态不足以抗住大坍塌和大爆炸的异常高压,处在这么巨大压力下的物质,电子都被挤压到与质子结合成为中子简并态,密度达到10亿吨/立方厘米.由这种物质构成的天体叫做中子星.一颗与太阳质量相同的中子星半径只有大约10千米.
从理论上推算,中子星也有质量上限,最大不能超过大约3倍太阳质量.如果在超新星爆发后核心剩余物质还超过大约3倍太阳质量,中子简并态也抗不住所受的压力,只能继续坍缩下去.最后这团物质收缩到很小的时候,在它附近的引力就大到足以使运动最快的光子也无法摆脱它的束缚.因为光速是现知任何物质运动速度的极限,连光子都无法摆脱的天体必然能束缚住任何物质,所以这个天体不可能向外界发出任何信息,而且外界对它探测所用的任何媒介包括光子在内,一贴近它就不可避免地被它吸进去.它本身不发光并吞下包括辐射在内的一切物质,就象一个漆黑的无底洞,所以这种特殊的天体就被称为黑洞.黑洞有很多奇特的性质,对黑洞的研究在当代天文学及物理学中有重大的意义.