白矮星是一种什么样的恒星(白矮星是一种什么样的恒星)
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1白矮星是什么?
白矮星,之所以说它“白”,是因为它的颜色呈白色。“矮”,自然是指它的体积,它的体积非常矮小,甚至比月球还小,不像超新星那样光彩夺目,显得低调,由此得名白矮星。白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星,是在恒星的晚年红巨星的中心形成的。
白矮星产生于当红巨星中心,就像红巨星的宝宝一样。当恒星演化到红巨星时,它的外部区域迅速膨胀,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1亿℃,于是氦开始聚变成碳。经过几百万年,氦核燃烧殆尽,现在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,中心附近的温度继续上升,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10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。
由于引力在收缩过程中释放出很大的能量,致使白矮星白热化,表面温度能高达1万℃以上。这就是白矮星发白光的原因。
白矮星的体积小,它的半径接近于行星半径,平均小于103千米;光度非常小,要比正常恒星平均暗103倍;质量小于1.44个太阳质量,密度却高达106~107克/立方厘米,根据白矮星的半径和质量,可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万~10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子;白矮星的表面温度很高,平均为103℃;白矮星的磁场高达105~107高斯。
白矮星
2白矮星是什么样的星
白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。比如天狼星伴星(它是最早被发现的白矮星),体积比地球大不了多少,但质量却和太阳差不多!也就是说,它的密度在1000万吨/立方米左右。
根据白矮星的半径和质量,可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万-10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。
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。
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,于是氦开始聚变成碳。
经过几百万年,氦核燃烧殆尽,现在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和物;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,中心附近的温度继续上升,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。
白矮星的密度为什么这样大呢?
我们知道,原子是由原子核和电子组成的,原子的质量绝大部分集中在原子核上,而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米,而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球,则电子轨道将在两公里以外。
而在巨大的压力之下,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。顺便提一下,当白矮星质量进一步增大,简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩,白矮星还会坍缩成密度更高的天体:中子星或黑洞。
对单星系统而言,由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出光热的同时,也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月,年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。
而对于多星系统,白矮星的演化过程则有可能被改变。(参看“双星”)
3白矮星是一种什么样的恒星
白矮星是一种低光度、高密度、高温的恒星。因其颜色为白色,体积较小,故名白矮星。
外星抛出的外层气体变成行星状星云后,其内部的核心便发展成炽热、密集的星体。这类星体的表面温度很高,发出带有蓝白色光的强紫外线;其半径较小,和地球半径差不多。不过,由于它的温度很高,所以它们的亮度有的比太阳高。
许多人把这些星体称为“白矮星”,这并不准确。这是因为,“白矮星”中的“白色”表示白色,“矮”表示亮度低。尽管行星状星云中的物体的颜色是白色的,但其亮度不会低于太阳。
主要白矮星介绍:
1、天狼星b
最靠近地球的白矮星是天狼星B的伴星,离地球只有8.6光年。位于大犬座的天狼星是夜空中最明亮的星星。天狼星B的质量为0.98太阳质量,半径仅为6000千米,小于地球半径。
2、Stein2051B
Stein2051B是另一颗著名的近距离白矮星,它距地球仅17光年,与一颗编号为Stein2051A的红矮星形成了一对双星。一颗遥远的恒星发出的一部分星光经过白矮星附近,最终到达地球。
2013年10月至2015年10月间,天文学家利用哈勃的WFC3多次拍摄远处恒星的位置,测定每一颗恒星的“弯曲”程度,以此来测量白矮星的质量。
3、其他白矮星
天文学家使用哈勃的观测资料,除了单星和双星系统中的白矮星外,还发现了球状星团中大量的白矮星。比如,哈勃的ACS拍到了球状星团NGC6397,它位于距地球7千光年外的天坛座,包含数十万颗恒星。来自ACS的图像,天文学家确认了84颗白矮星。
以上内容参考:百度百科—白矮星
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2023-03-07 16:18:08
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