您現(xiàn)在的位置是:首頁 >要聞 > 2023-08-02 21:28:12 來源:
白矮星中子星黑洞的區(qū)別(白矮星中子星)
大家好,我是小夏,我來為大家解答以上問題。白矮星中子星黑洞的區(qū)別,白矮星中子星很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
理論上說,白矮星能夠變成中子星。但應(yīng)該有比較嚴(yán)格的條件。
錢德拉塞卡極限是指白矮星的最高質(zhì)量,約為太陽質(zhì)量的1.44倍。每一顆小質(zhì)量恒星,在它的演化后期,當(dāng)它內(nèi)部已經(jīng)充滿碳元素時(shí),理論上它的內(nèi)核就是一顆白矮星。只是這時(shí),它還被厚厚的外層高溫氣體包圍著,我們看不到。
當(dāng)它的外層高溫氣體以行星狀星云的形式消散在宇宙空間后,中心的內(nèi)核暴露出來,就是一顆白矮星了。此時(shí),白矮星的質(zhì)量一定是小于錢德拉塞卡極限的。
它能否變成一顆中子星,要看再往后如果演化。
我們都知道新星(不是超新星)。就是在一對(duì)雙星系統(tǒng)中有一顆是白矮星,另一顆是紅巨星時(shí),白矮星會(huì)會(huì)周期性在發(fā)生超新星爆發(fā),但周期并不嚴(yán)格。天文學(xué)家解釋說,這是白矮星把已經(jīng)達(dá)到洛希半徑的紅巨星上的富氫物質(zhì)吸引到白矮星表面。白矮星的表面溫度超過1000萬度,當(dāng)這些氫物質(zhì)積累到能夠產(chǎn)生核聚變反應(yīng)的程度時(shí),表面的氫會(huì)在瞬間被點(diǎn)燃,發(fā)生核爆炸,使白矮星發(fā)生極端明亮的爆發(fā),把高溫物質(zhì)拋出星體,并將表面剩余的氣體吹散。只要伴星能繼續(xù)的供應(yīng)氫在白矮星的表面吸積,一顆白矮星就能反復(fù)的爆發(fā)成為新星。
就是說,如果只是將低密度的氫(可能還有氦)吸集在白矮星表面,這能使白矮星的質(zhì)量增加,至少不能增加太多,白矮星不能變成中子星。
有一種可能,就是蟹狀星云中心中子星的形成過程。隨著外圍質(zhì)量的增大,恒星中心的碳被點(diǎn)燃。碳點(diǎn)燃后相當(dāng)平穩(wěn)地進(jìn)行核反應(yīng),恒星并不碎裂。那么恒星中心區(qū)的白矮星質(zhì)量會(huì)愈來愈大,直至達(dá)到其極限質(zhì)量而坍縮成一顆中子星。如同鐵心災(zāi)變的情形一樣(這是中子星形成的正常方式),這時(shí)所釋放的能量用來安排一次超新星爆發(fā)將會(huì)綽綽有余。也許正是這種過程造就了1054年的中國超新星,進(jìn)而形成了蟹狀星云。它的演變史可能是這樣的:從前有一顆5倍于太陽質(zhì)量的恒星,氫聚變于其中心區(qū);在該處的核燃料耗盡后,它演變成一顆紅巨星。后來它的中心部分氦點(diǎn)燃起來,直至耗完,并形成了一個(gè)碳中心區(qū)。恒星的內(nèi)部有一碳核被氦核殼層所包圍,碳核的物質(zhì)密度高如白矮星。氦殼層表面附近氫聚變?yōu)楹?,而氦碳交界面附近氦聚變?yōu)樘?。作為核心的碳球?qū)嵸|(zhì)上已是白矮星,它的質(zhì)量在這樣的環(huán)境中不斷增長,同時(shí)紅巨星中心區(qū)這個(gè)碳球又不斷縮??;當(dāng)它的質(zhì)量在1054年增長到約為太陽的1.4倍時(shí)就發(fā)生坍縮,即使碳聚變也不能頂住,巨額能量釋放出來,外層物質(zhì)在這次爆炸中向各方飛散,成為現(xiàn)在還位于該處天空的蟹狀星云。至于那顆白矮星,它在一分鐘內(nèi)就已轉(zhuǎn)變?yōu)橐活w中子星,至今還發(fā)射著蟹狀星云脈沖星信號(hào)。
還有一種可能。假設(shè)我們存有大量白矮星物質(zhì)(注意是白矮星物質(zhì),不是富氫氣體),并且會(huì)慢慢地把這種物質(zhì)移至這顆白矮星表面上使它的質(zhì)量增大,我們就會(huì)看到它的體積由于質(zhì)量增大而縮小。當(dāng)我們注上去的物質(zhì)多到了使這顆白矮星達(dá)到太陽質(zhì)量的1.33倍時(shí),它的半徑就會(huì)縮到只有太陽半徑的4‰。不管我們加注物質(zhì)有多么小心,隨著質(zhì)量的增大而體積縮小的勢(shì)頭愈來愈猛,白矮星內(nèi)部壓力對(duì)引力的抗衡能力愈來愈差。星體繼續(xù)縮小,當(dāng)質(zhì)量大到太陽的1.4倍時(shí),引力終于占了上風(fēng),星體失去平衡。這一臨界質(zhì)量就是錢德拉塞卡極限。一經(jīng)超過這個(gè)極限,天體就在幾秒種內(nèi)崩潰坍縮。于是中子構(gòu)成了坍縮中的物質(zhì)。同時(shí)坍縮速度不斷增長,中子以高速射向中心。一直要到星體物質(zhì)壓縮到半徑只有大約10公里時(shí),中子氣體的壓力才會(huì)增強(qiáng)到足以抵擋引力,使坍縮止住,星體物質(zhì)的宏觀向心運(yùn)動(dòng)停息。這種運(yùn)動(dòng)的能量變成輻射外逸,出現(xiàn)一個(gè)平衡態(tài)天體。既然它主要由中子組成,它就是一顆中子星。
雖然這只是假設(shè),但在宇宙中可能真實(shí)發(fā)生。這就是兩顆質(zhì)量都不是很大的白矮星的碰撞合并。在此過程中,兩顆白矮星合并為一,這顆新形成的星質(zhì)量沒有達(dá)到奧本海默極限,所以它是一顆中子星。
白矮星要變成中子星,可能只有這兩種可能。
本文到此講解完畢了,希望對(duì)大家有幫助。