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白矮星和紅矮星有什么區(qū)別嗎

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 13:56:06
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白矮星和紅矮星有什么區(qū)別嗎【專家解說】:矮星(Dwarf star):像太陽一樣的小主序星,如果是白矮星,就是像太陽一樣的一顆恒星的遺核。褐矮星沒有足夠的物質(zhì)進(jìn)行熔化反應(yīng)。棕矮星(

【專家解說】:矮星(Dwarf star):像太陽一樣的小主序星,如果是白矮星,就是像太陽一樣的一顆恒星的遺核。褐矮星沒有足夠的物質(zhì)進(jìn)行熔化反應(yīng)。
棕矮星(Brown dwarf)是類恒星天體的一種,質(zhì)量約為5至90個木星之間。與一般恒星不同,棕矮星由質(zhì)量不足,其核心并不會融合氫原子來發(fā)光發(fā)熱,無法成為主序星。但它們的內(nèi)部及表面均呈對流狀態(tài),不同的化學(xué)物質(zhì)并不會在內(nèi)部分層存在?,F(xiàn)時人們?nèi)栽谘芯孔匕窃谶^往是否曾經(jīng)在某位置發(fā)生過核聚變,已知的是,質(zhì)量大于13個木星的棕矮星可融合氘。
棕矮星原先被稱為“黑矮星”,代表在字宙間漂浮的類恒星天體或質(zhì)量不足以發(fā)生核反應(yīng)的天體。但“黑矮星”一詞現(xiàn)時是指一些停止發(fā)光,并已死亡的白矮星。
早期的恒星模型指出,一個天體欲成為真恒星,必須擁有80個以上的木星質(zhì)量,以產(chǎn)生核反應(yīng)?!白匕恰钡睦碚撟畛跤?960年代早期提出,指其數(shù)量可能比真恒星多,由于未能發(fā)光,要尋找也頗為困難。它們會釋出紅外線,可憑地面的紅外線偵測器來偵測,但由提出至證實發(fā)現(xiàn)足足用了數(shù)十年。
近期的研究則指出,恒星能發(fā)光發(fā)熱除取決于質(zhì)量外,也包括其內(nèi)含的化合物。一些棕矮星的質(zhì)量達(dá)到90個木星仍不能點燃內(nèi)部的氫。還有當(dāng)一團星云塌縮時,除產(chǎn)生恒星外,也會產(chǎn)生不發(fā)光的棕矮星,其質(zhì)量少于13個木星。
首個棕矮星于1995年得到證實,至今已有百多個。現(xiàn)時普遍認(rèn)為棕矮星是銀河系中數(shù)目最多的天體之一,較接近地球的棕矮星位于印第安座的epsilon星,該恒星擁有兩顆棕矮星,距離太陽12光年。
白矮星
白矮星(White Dwarf)是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小,因此被命名為白矮星。
也有人認(rèn)為,白矮星的前身可能是行星狀星云.
白矮星屬于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期,拋射出大量的物質(zhì),經(jīng)過大量的質(zhì)量損失后,如果剩下的核的質(zhì)量小于1.44個太陽質(zhì)量,這顆恒星便可能演化成為白矮星。對白矮星的形成也有人認(rèn)為,白矮星的前身可能是行星狀星云(是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環(huán)狀或圓盤狀的物質(zhì),它的中心通常都有一個溫度很高的恒星——中心星)的中心星,它的核能源已經(jīng)基本耗盡,整個星體開始慢慢冷卻、晶化,直至最后“死亡”。
白矮星具有這樣一些特征:
1.體積小,它的半徑接近于行星半徑,平均小于103千米。
2.光度(恒星每秒鐘內(nèi)輻射的總能量,即恒星發(fā)光本領(lǐng)的大?。┓浅P。日:阈瞧骄?03倍。
3.質(zhì)量小于1.44個太陽質(zhì)量。
4.密度高達(dá)106~107克/厘米3,其表面的重力加速度大約等于地球表面重力加速度的10倍到104倍。假如人能到達(dá)白矮星表面,那么他休想站起來,因為在它上面的引力特別大,以致人的骨骼早已被自己的體重壓碎了。
5.白矮星的表面溫度很高,平均為103℃。
6.白矮星的磁場高達(dá)105~107高低
目前人們已經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)的白矮星有1000多顆。天狼星(Sirius)的伴星是第一顆被人們發(fā)現(xiàn)的白矮星,也是所觀測到的最亮的白矮星(8等星)。1982年出版的白矮星星表表明,銀河系中有488顆白矮星,它們都是離太陽不遠(yuǎn)的近距天體。根據(jù)觀測資料統(tǒng)計,大約有3%的恒星是白矮星,但理論分析與推算認(rèn)為,白矮星應(yīng)占全部恒星的10%左右。
白矮星是一種很特殊的天體,它的體積小、亮度低,但質(zhì)量大、密度極高。比如天狼星伴星(它是最早被發(fā)現(xiàn)的白矮星),體積比地球大不了多少,但質(zhì)量卻和太陽差不多!也就是說,它的密度在1000萬噸/立方米左右。
根據(jù)白矮星的半徑和質(zhì)量,可以算出它的 表面重力等于地球表面的1000萬-10億倍。在這樣高的壓力下,任何物體都已不復(fù)存在,連原子都被壓碎了:電子脫離了原子軌道變?yōu)樽杂呻娮印?br>白矮星是一種晚期的恒星。根據(jù)現(xiàn)代恒星演化理論,白矮星是在紅巨星的中心形成的。
當(dāng)紅巨星的外部區(qū)域迅速膨脹時,氦核受反作用力卻強烈向內(nèi)收縮,被壓縮的物質(zhì)不斷變熱,最終內(nèi)核溫度將超過一億度,于是氦開始聚變成碳。
經(jīng)過幾百萬年,氦核燃燒殆盡,現(xiàn)在恒星的結(jié)構(gòu)組成已經(jīng)不那么簡單了:外殼仍然是以氫為主的混和物;而在它下面有一個氦層,氦層內(nèi)部還埋有一個碳球。核反應(yīng)過程變得更加復(fù)雜,中心附近的溫度繼續(xù)上升,最終使碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌亍?br>與此同時,紅巨星外部開始發(fā)生不穩(wěn)定的脈動振蕩:恒星半徑時而變大,時而又縮小,穩(wěn)定的主星序恒星變?yōu)闃O不穩(wěn)定的巨大火球,火球內(nèi)部的核反應(yīng)也越來越趨于不穩(wěn)定,忽而強烈,忽而微弱。此時的恒星內(nèi)部核心實際上密度已經(jīng)增大到每立方厘米十噸左右,我們可以說,此時,在紅巨星內(nèi)部,已經(jīng)誕生了一顆白矮星。
我們知道,原子是由原子核和電子組成的,原子的質(zhì)量絕大部分集中在原子核上,而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米,而氫原子核的半徑只有十萬億分之一厘米。假如核的大小象一顆玻璃球,則電子軌道將在兩公里以外。
而在巨大的