什么是白矮星(白矮星是什么)
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什么是白矮星?
白矮星是一种由简并态物质组成的小型致密星,因此又称为简并矮星,它们是通过电子简并压和自身引力相平衡的方式维持自身结构的稳定。白矮星的主要成分是碳、氧的原子核以及电子,还有少量的氦、氖元素,它们的主要特征是高密度、高温、低光度,存在一个质量上限——钱德拉塞卡极限,其数值约等于1.4个太阳质量。
通常认为白矮星是小质量恒星演化的结果,当恒星演化至红巨星阶段末期,由于内部核燃料即将消耗殆尽,从而无法维持结果的稳定,因此星体在自身引力的作用下剧烈收缩,结果可能会引发新星或者超新星**将一部分质量抛射进宇宙空间,但是由于恒星本身质量不高,因此引力无法使大部分原子核解体病形成大量的中子,因此非常终演化的残骸将会达到电子简并压和引力的平衡,白矮星就这么形成了。
白矮星的科学意义非常重大。首先,白矮星的存在证明了现有的小恒星演化模型的正确,从而间接证明了引力理论和量子相变理论的正确性;其次,白矮星为我们研究元素(主要是碳、氧)的起源提供了重要线索;再次,白矮星也为我们研究其他种类的致密星(例如中子星和黑洞)提供了重要的参考。
白矮星是什么
白矮星(white dwarf),也称为简并矮星,是由简并态物质构成的致密天体。它们的密度极高,一颗质量与太阳相当的白矮星体积只有地球一般的大小,微弱的光度则来自过去储存的热能。
在太阳附近的区域内已知的恒星中大约有6%是白矮星。这种异常微弱的白矮星大约在1910年就被亨利·诺利斯·罗素、爱德华·皮克林和威廉敏娜·弗莱明等人注意到, 白矮星的名字是威廉·鲁伊登在1922年取的。
白矮星被认为是中、低质量恒星演化阶段的非常终产物,在我们所属的星系内97%的恒星都属于这一类。中低质量的恒星在渡过生命期的主序星阶段,结束以氢融合反应之后,将在核心进行氦融合,将氦燃烧成碳和氧的3氦过程,并膨胀成为一颗红巨星。如果红巨星没有足够的质量产生能够让碳聚变的更高温度,碳和氧就会在核心堆积起来。在散发出外面数层的气体成为行星状星云之后,留下来的只有核心的部分,这个残骸非常终将成为白矮星。因此,白矮星通常都由碳和氧组成。但也有可能核心的温度可以达到使碳聚变却仍不足以使氖聚变的高温,这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。同样的,有些由氦组成的白矮星是由联星的质量损失造成的。
白矮星的内部不再有物质进行核聚变反应,因此不再有能量产生,也不再由核聚变的热来抵抗重力崩溃;它是由极端高密度的物质产生的电子简并压力来支撑。物理学上,对一颗没有自转的白矮星,电子简并压力能够支撑的非常大质量是1.4倍太阳质量,也就是钱德拉塞卡极限。许多碳氧白矮星的质量都接近这个极限的质量,通常经由伴星的质量传递,可能经由所知道的碳引*过程*炸成为一颗Ia超新星。
白矮星形成时的温度非常高,目前发现非常高温的白矮星是行星状星云NGC 2440中心的HD 62166,表面温度约200,000K,但是因为没有能量的来源,因此将会逐渐释放它的热量并且逐渐变冷,这意味着它的辐射会从非常初的高色温随着时间逐渐减小并且转变成红色。经过漫长的时间,白矮星的温度将冷却到光度不再能被看见,成为冷的黑矮星。但是,现在的宇宙仍然太年轻(大约137亿岁),即使是非常年老的白矮星依然辐射出数千度K的温度,还没有黑矮星的存在。
以上就是什么是白矮星的介绍,希望能对大家有所帮助。