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白矮星是一种什么样的恒星「灰矮星是一种什么样的恒星」

2022年06月05日 00:56:10 生活 56 投稿:魅文字

大家好,关于白矮星是一种什么样的恒星很多朋友都还不太明白,今天小编就来为大家分享关于灰矮星是一种什么样的恒星的知识,希望对各位有所帮助!

本文目录一览:

白矮星是什么样的星星?

白矮星的“白”与“矮”两个字就是这种恒星的最好写照。“白”,说明它的温度高。我们的太阳的表面温度约有6000度,但白矮星的表面温度比太阳的表面温度还要高,约有10000度,发出白颜色的光。“矮”,说明它的个子儿小,也就是体积小。一般的白矮星体积同地球不相上下,也就是大约一、二百万颗白矮星加起来才和太阳一样大。至于更小的白矮星,有的只有太阳的一千万分之一那么大。但它的“体重”却和太阳的“体重”差不多。

冬季的东南方天空,我们能看到一颗全天最亮的恒星,名字叫天狼星(大犬星座中最亮的星)。在它旁边有一颗眼睛看不见的小星星围绕着它旋转,这颗小星星被叫做天狼拌星,它就是人们在1862年最先发现的一颗白矮星,别看它和我们地球差不多大小,体重可非常大,它身上象黄豆大小的一块东西,竟然和20个110多斤重的人加起来一样重。

目前,象这样个儿小,体重又大的白矮星已经发现了1000多个。其实在我们银河系里,白矮星绝不止这么些。只是由于它个子小。所以尽管它很亮,发出的光比太阳还强,人们还是难以发现它。据估计,银河系的白矮星非常多,大概有100亿个呢!

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。

白矮星有何特别之处?

白矮星是一种很奇特的恒星,它们表面温度很高,可以达到近30000℃,而光焰无际的太阳,其表面温度只有5500℃左右。

在银河系内,人们已知的白矮星有几千颗。而天狼伴星(也称天狼B)是最早发现的白矮星,也是所有白矮星中离我们最近的一颗。据现代技术测定,它的半径只有5080千米,比地球还小了1300千米,而它的“体重”却与太阳差不多。如此一算,它的平均密度竟高达38亿千克/立方米,是水密度的380万倍。也就是说,天狼B上一块山核桃那样大小的物质,在地球上将重达380吨,没有大型起重机休想搬运它。

白矮星还有一个让人匪夷所思的禀性,我们知道,一般的恒星,其大小与质量并没有特别的限制,质量比太阳小一些(或大一些)的恒星,其半径可以比太阳略大(或小)一些,也可以大(或小)几倍。而在白矮星的世界里,一颗颗白矮星就像工厂中生产出来的“标准化”的“钢球”,凡是半径相同的白矮星,“体重”必然完全相等。

更不可思议的是,人间工厂生产出来的钢球总是越大的球越重,可在“宇宙工厂”中生产出来的白矮星却是反其道而行之,白矮星的质量越大,其“个头”反而越小!例如质量是太阳0.6倍的白矮星,其半径是7700千米;与太阳质量相仿的白矮星,其半径为6510千米,这与地球差不多;而质量是太阳1.2倍的白矮星,其半径就只有火星那么大,约3500千米。科学家们还由此算出,它的“体重”达到一定程度后,其半径将变为0。换句话说,白矮星的质量有一个不能逾越的“上限”——所以至今人们没有发现有质量是太阳1.44倍以上的白矮星。

研究表明,白矮星可能有两种不同的产生方式,一种是通过“超新星”的爆发,它掀掉了正常恒星的外层物质,将剩下的核芯部分极大地压缩,这样就有部分残骸形成了这种奇特的天体。

另外一种可能的产生方式是,很多不经过“超新星”爆发的中、小恒星,它们的内部一直在进行着氢聚变为氦的热核反应,以维持恒星源源不断地发出大量光与热,尽管恒星质量巨大无比,而且恒星上至少3/4的物质都是氢,但毕竟是“坐吃山空”,终有“资不抵债”的时候,这时它们就“和平演变”为美丽的行星状星云。在抛却表面物质的同时,也对内部施压,结果也变成了白矮星。

白矮星是恒星到了垂死阶段的一种状态。白矮星也是没有能量补充的天体,所以它们将变得越来越暗,最后消失在茫茫太空中……

1967年7月,英国剑桥大学建成了一个新型的射电望远镜阵,24岁的研究生贝尔小姐负责新仪器的观测与资料处理工作。不久贝尔小姐就发现,在过去的3个月中,她的记录中有一个非常奇特而神秘的无线电(也称射电)讯号,它总是极其有规律地发出同样的脉冲信号。她还查明,这个神秘的“太空电台”正好位于狐狸星座的方向上。11月,她向自己的导师休伊什做了汇报,可休伊什却以为这只是一种外界的干扰,委婉地叫她“不必理它”!

幸而贝尔小姐很有主见,这次她没有听从导师的劝告,决定一个人继续研究下去。11月28日,她分析出这个脉冲讯号的频率极为稳定,为1.337秒。这时休伊什刚看完一本科幻小说:在某个星球上有着一种高度发达的“小绿人”,它们可以利用自己绿色的肌肤直接进行光合作用,所以可以“不吃不喝”……于是他灵机一动,把贝尔小姐发现的那个射电讯号记为“LGM-1”——第一个“宇宙小绿人”的讯号,并孜孜不倦地探求起来,希望从此架起与外星文明沟通的桥梁。

可是到1968年的1月间,贝尔小姐发现,她收到的类似脉冲讯号至少有4个,它们来自不同的方向。这使她大惑不解,这么会有如此之多的“小绿人”同时向我们呼叫呢,而且它们竟会使用同样的频率?这只能说,她所面对的可能是一种过去从不知道的新型天体。

后来经过深入研究,这是一种“射电脉冲星”,简称“脉冲星”,并规定用“PSR”后加其座标位置作它的名字,贝尔小姐最早发现的那个讯号就称为“PSR1919+21”。

1968年2月,休伊什正式宣布了这个发现,后来它被列入了“20世纪60年代天文学四大发现”之一,休伊什因此荣获了1974年度的诺贝尔物理学奖。但是,休伊什的获奖引起了巨大的争议,不少人为贝尔小姐受到了不应有的忽视而不平。

后来发现,脉冲星实际上就是20世纪30年代人们所预言的“中子星”,在这种天体上,所有的原子壳层已经全部被压碎了,电子被挤入了质子之中,二者原来所带的正电与负电正好抵消,全部变成了不带电的中子。

脉冲星的脉冲周期就是其自转周期,现在所知的几千颗脉冲星的周期都在0.03~4.3秒之间,也就是说,它们快的每分钟会转上2000圈,慢的也能转14圈。研究还表明,脉冲星的质量比白矮星大,可是其直径却比白矮星小得多,大约在10~20千米之间,由此可知它的密度之大是白矮星望尘莫及的。1立方厘米的中子星物质可能有1亿吨重,哪怕是黄豆大小的一粒东西,也得由万吨巨轮来载运。不过如果真把这颗“黄豆”运到地球上,它将没有“立锥之地”,因为它的巨大压强将压破地壳,向地球的中心飞坠而去。

与白矮星一样,脉冲星也是质量越大反而直径越小,所以它也有质量的上限——太阳质量的3倍。同样,脉冲星也是没有能源补充的垂死恒星,绝大多数的脉冲星已不再发光,只是发出很强的射电波,由于极为强大的磁场的约束,这种射电波只是集中于它的两个磁极地区(上图中的锥形区)喷射出来,所以到达地球时变成了一个个的脉冲讯号。

脉冲星的脉冲讯号极为稳定,可以与最好的原子钟媲美。例如,有一颗脉冲星的脉冲周期为0.03309756505419秒,准确度达到小数点后面14位,即百万亿分之一秒。

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”)

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

白矮星是什么星

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。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。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),体积和地球相当,但质量却和太阳差不多,它的密度在1000万吨/立方米左右

什么是白矮星

白矮星(White Dwarf,也称为简并矮星)是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。表面温度8000K,发出白光,可有几十亿年寿命。

白矮星(White Dwarf,也称为简并矮星)是一种低光度、高密度、高温度的恒星。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近距天体。随着观测天文学在最近几十年迅速的发展,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。

天文学让我们了解到宇宙中发生的奇异事件,其所蕴含的物理解释却让人难以想象,最近科学家发现白矮星的内部可能出现神奇的“结晶”核体。

大多数的恒星内核通过氢核聚变进行燃烧,将质量转变为能量,并产生光和热量,当恒星内部氢燃料完成消耗完后就开始进行氦融合反应,并形成更重的碳和氧,这一过程对于类似我们太阳这样的恒星而言,就显得较为短暂,并形成碳氧组成的白矮星,如果其质量大于1.4倍太阳质量,就会发生Ia型超新星爆发。

麦克唐纳天文台的2.1米望远镜对GD 518白矮星的观测发现,其表面温度达到12,000度,是太阳的两倍左右,质量为太阳的1.2倍,根据恒星演化模型,其主要成分为氧和氖。通过对GD 518白矮星亮度的变化判断,实际上它正在进行“脉冲”式的膨胀和收缩,这意味着其内部存在不稳定性,科学家预测其内部已经出现了结晶或者凝固现象,形成一定半径的“小结晶球”,这是一个非常不可思议的结果,科学家认为继续对这颗白矮星进行调查,有助于为其他类型的超新星爆发提供依据,更好地测量出宇宙的大尺度范围。

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