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白矮星是什么
说到白矮星,我们先说一下白矮星的一个简要特征。白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。
白矮星由中质量恒星(偏小)最后死亡形成的,大约1.5倍太阳质量以下的死亡恒星会形成白矮星。
白矮星的颜色呈淡蓝色(一般为蓝色)、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论,白矮星是在红巨星的中心形成的。白矮星体积小、亮度低,但质量大、密度极高。白矮星质量和太阳差不多,一颗质量与太阳相当的白矮星体积只有地球一半的大小。
在太阳附近的区域内已知的恒星中大约有6%是白矮星。80亿年后,太阳会变成白矮星,半径约是地球的2.1~2.6倍,质量则为一个太阳质量,表面温度则高至约29000~55000K,呈纯蓝色。
我们最熟知的一颗淡蓝色恒星:天狼星,它的表面温度达到了8100K,它还有一颗伴星,名叫天狼星B,它的半径只有6000千米左右,但质量和太阳相当,密度很高,它就是一颗白矮星。
白矮星密度高达1000000 g/cm3(地球密度为5.5g/cm3),一颗与地球体积相当的白矮星,其表面重力约等于地球表面的18万倍。假如人能到达白矮星表面,那么他休想站起来,因为在它上面的引力特别大,以致人的骨骼早已被自己的体重压碎了。
而在白矮星的巨大的压力之下,电子将脱离原子核,成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙,从而使单位空间内包含的物质也将大大增多,密度大大提高了。形象地说,这时原子核是“沉浸于”电子中。一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡,维持着白矮星的稳定。
白矮星是由红巨星演化过来的,在红巨星释放出行星状星云后,只剩下内部的核心,压力巨大。一般情况下,恒星的质量小于1.5倍太阳的质量,就会形成一颗白矮星。否则如果质量在1.5~3倍太阳之间,就会形成一颗中子星。
太阳早晚有一天变成红巨星,体积膨胀到金星的轨道以外,地球即使存活,也成一“小炭球”了,表面温度6000多度,比那时太阳还高很多倍,最后太阳成白矮星,行星再一次冰冷、冷漠下去。而由于太阳的质量没有什么变化,那些遗留下来的行星还会按部就班,围绕“死去”的太阳(白矮星太阳)运转,但会死寂下去,无生命。
人类早晚要迁到别的恒星系,但我们不会忘记人类诞生的历史,无论什么时候,在人类的历史上,都会写上一句话:
“我们来自太阳系,诞生于46亿岁时太阳系的地球。”
白矮星是多大的恒星变成的,是由什么组成的呢
白矮星是中低质量的恒星(如太阳)在结束氢聚变反应之后。将在核心进行氦聚变,将氦燃烧成碳和氧的三氦聚变过程,并膨胀成为一颗红巨星。
当红巨星的外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,满足了继续聚变的条件,于是氦开始聚变成碳。
再经过数百万年后,氦核将燃烧殆尽,而氦层内部变成了一个碳球。这种情况下,核反应过程变得更加复杂,中心附近的温度会继续上升,最终使碳转变为其他元素。
与此同时,红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大,时而又缩小,稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球,火球内部的核反应也越来越趋于不稳定,忽而强烈,忽而微弱。
此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右,而这就就可以表明这颗恒星内部已经诞生了一颗白矮星。
白矮星主要由碳和氧组成。