白矮星會變化成什么星

【專家解說】：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。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?　　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。核反應過程變得更加復雜，中心附近的溫度繼續(xù)上升，最終使碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌亍?　　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。 白矮星的密度編輯本段　　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。 　　而在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據(jù)原子核之間的空隙，從而使單位空間內(nèi)包含的物質(zhì)也將大大增多，密度大大提高了。形象地說，這時原子核是“沉浸于”電子中。 　　一般把物質(zhì)的這種狀態(tài)叫做“簡并態(tài)”。簡并電子氣體壓力與白矮星強大的重力平衡，維持著白矮星的穩(wěn)定。順便提一下，當白矮星質(zhì)量進一步增大，簡并電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。 　　對單星系統(tǒng)而言，由于沒有熱核反應來提供能量，白矮星在發(fā)出光熱的同時，也以同樣的速度冷卻著。經(jīng)過一百億年的漫長歲月，年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個比鉆石還硬的巨大晶體——黑矮星而永存。 　　而對于多星系統(tǒng)，白矮星的演化過程則有可能被改變。 　　白矮星相關 　　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，也稱為簡并矮星，是由電子簡并物質(zhì)構成的小恒星。它們的密度極高，一顆質(zhì)量與太陽相當?shù)陌装求w積只有地球一般的大小，微弱的光度則來自過去儲存的熱能。在太陽附近的區(qū)域內(nèi)已知的恒星中大約有6%是白矮星。這種異常微弱的白矮星大約在1910年就被亨利·諾瑞斯·羅素、艾德華·查爾斯·皮克林和威廉·佛萊明等人注意到[3], p. 1白矮星的名字是威廉·魯伊登在1922年取的。白矮星被認為是低質(zhì)量恒星演化階段的最終產(chǎn)物，在我們所屬的星系內(nèi)97%的恒星都屬于這一類。, 　　中低質(zhì)量的恒星在渡過生命期的主序星階段，結(jié)束以氫融合反應之后，將在核心進行氦融合，將氦燃燒成碳和氧的3氦過程，并膨脹成為一顆紅巨星。如果紅巨星沒有足夠的質(zhì)量產(chǎn)生能夠讓碳燃燒的更高溫度，碳和氧就會在核心堆積起來。在散發(fā)出外面數(shù)層的氣體成為行星狀星云之后，留下來的只有核心的部份，這個殘骸最終將成為白矮星。因此，白矮星通常都由碳和氧組成。但也有可能核心的溫度可以達到燃燒碳卻仍不足以燃燒氖的高溫，這時就能形成核心由氧、氖和鎂組成的白矮星。同樣的，有些由氦 組成的白矮星是由聯(lián)星的質(zhì)量損失造成的。 　　白矮星的內(nèi)部不再有物質(zhì)進行核融合反應，因此恒星不再有能量產(chǎn)生，也不再由核融合的熱來抵抗重力崩潰；它是由極端高密度的物質(zhì)產(chǎn)生的電子簡并壓力來支撐。物理學上，對一顆沒有自轉(zhuǎn)的白矮星，電子簡并壓力能夠支撐的最大質(zhì)量是1.4倍太陽質(zhì)量，也就是錢德拉塞卡極限。許多碳氧白矮星的質(zhì)量都接近這個極限的質(zhì)量，通常經(jīng)由伴星的質(zhì)量傳遞，可能經(jīng)由所知道的碳引爆過程爆炸成為一顆Ia超新星。 　　白矮星形成時的溫度非常高，但是因為沒有能量的來源，因此將會逐漸釋放它的熱量并解逐漸變冷 (溫度降低)，這意味著它的輻射會從最初的高色溫隨著時間逐漸減小并且轉(zhuǎn)變成紅色。經(jīng)過漫長的時間，白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見，而成為冷的黑矮星。但是，現(xiàn)在的宇宙仍然太年輕 (大約137億歲)，即使是最年老的白矮星依然輻射出數(shù)千度K的溫度，還不可能有黑矮星的存在 。