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密度极高的日矮星

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:白矮星的密度极高,1厘米3的白矮星物质能达到几十吨重。一颗质量与太阳相当的白矮星,其体积只有地球一半的大小。在太阳附近区域的恒星中,已知大约有6%是白矮星。白矮星的密度虽然大,但它的质量并不很大,最大的白矮星不会超过1.44个太阳质量。白矮星的表面温度很高,平均为103摄氏度。白矮星所释放的光极其微弱,这光是来自于过去储存的热能。

恒星的生命是漫长的,当恒星走向它们生命的终结的时候,会产生许多奇特的“残骸”,这些“残骸”与恒星自身的质量有着密切的关系。

20世纪初,一些天文学家注意到白矮星,白矮星的名字是威廉·鲁伊登在1922年命名的。它属于寿命短的恒星,这与它的质量有着密切的关系。质量越小的恒星,它的寿命越长。为了方便,我们在衡量恒星质量的时候,都以太阳的质量作为基本的单位。太阳的寿命大约是100亿年,而一颗质量只有太阳一半的恒星,其寿命则可以达到500亿年;而恒星的质量如果达到太阳的10倍的话,寿命就会缩短到只有10亿年了。

从计算机模拟恒星演化的过程来看,小于0.5倍太阳质量的恒星,在完全燃烧掉其内部的氢之后,就会终止进一步的燃烧活动,然后慢慢地暗淡下去,沉寂在宇宙之中。中等质量的恒星在走向死亡的过程中,要经历一个“回光返照”的过程。它们在内部的氢燃烧之后,会由氢燃烧生成的氦,再进一步燃烧生成碳和氧。这个星体就会发生膨胀,变成了一颗红巨星。如果红巨星没有足够的质量产生能让碳燃烧以获取更高的温度,碳和氧就会在核心堆积起来。恒星散发外面数层气体后,就逐渐形成行星状星云,留下来的只有核心的部分。这个“残骸”最终将成为白矮星。因此,白矮星通常都由碳和氧组成,也有可能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。

恒星塌缩成白矮星

白矮星的密度极高,1厘米3的白矮星物质能达到几十吨重。一颗质量与太阳相当的白矮星,其体积只有地球一半的大小。以天狼星的伴星(SiriusB,也戏称为“小狼”)为例,一颗与地球体积相当的白矮星的表面重力约等于地球表面的18万倍。若人可以到达白矮星的表面,他永远都不会站起来了。由于白矮星表面的引力会特别大,以致人的骨骼早已被自己的体重压折了。在太阳附近区域的恒星中,已知大约有6%是白矮星。白矮星的密度虽然大,但它的质量并不很大,最大的白矮星不会超过1.44个太阳质量。

白矮星的表面温度很高,平均为103摄氏度。白矮星的磁场高达105~107高斯。白矮星所释放的光极其微弱,这光是来自于过去储存的热能。

白矮星形成时的温度非常高,因为没有能量的来源,将会逐渐释放它的能量并逐渐变冷。经过漫长的时间,白矮星的温度将降低到使得它发出极弱的光线,这时的白矮星就变成了褐矮星,并渐渐变成黑矮星。但是,在宇宙中还见不到黑矮星,因为它需要的时间太长,100多亿岁的宇宙中还不能形成这样的天体。

我们的太阳最终也将会变成一颗白矮星,但那是几十亿年之后的事情了。

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