什么是白矮星?白矮星的形成过程是什么?

来源:今日热点 | 2023-06-15 10:47:26 |

什么是白矮星?

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。白矮星是由简并电子的压力抗衡引力而维持衡状态的致密星。因早期发现的大多呈白色而得名。表面温度8000K,通常发出白光,可有几十亿年寿命。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。白矮星是演化到末期的恒星,主要由碳构成,外部覆盖一层氢气与氦气。白矮星在亿万年的时间里逐渐冷却、变暗,它体积小,亮度低,但密度高,质量大。1982年出版的白矮星星表表明,银河系当时中已被发现的白矮星有488颗,它们都是离太阳不远的距天体。随着观测天文学在最几十年迅速的发展,尤其是大型巡天项目的实施,新发现的天体数目急剧增加,尤其是SDSS的光谱巡天和Gaia卫星的巡天已经发现了数十万的白矮星。

白矮星的形成过程是什么?

中低质量的恒星在主序星阶段,氢聚变反应结束以后,将在核心进行氦聚变,即每三个氦核聚变成一个碳核,碳核再捕获另外的氦核而形成氧核,并膨胀成为一颗红巨星。当红巨星的辐射压力不能衡引力,外部向外膨胀并不断变冷,而内部氦核受引力作用收缩坍塌,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度,于是氦开始聚变成碳。经过几百万年,氦核燃烧殆尽,恒星的结构组成已经不那么简单了:外壳仍然是以氢为主的混合物,而在它下面有一个氦层,氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂,中心附的温度继续上升,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,我们可以说,此时,在红巨星内部,已经诞生了一颗白矮星。当恒星的不稳定状态达到极限后,红巨星会进行爆发,把核心以外的物质都抛离恒星本体,物质向外扩散成为星云,残留下来的内核就是我们能看到的白矮星。所以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燃烧碳却仍不足以燃烧氖的温度,这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。偶尔有些由氦组成的白矮星,不过这是由联星的质量损失造成的。


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