恒星死亡是什么意思(恒星死亡的一种形式),新营销网红网本栏目通过数据整理汇集了恒星死亡是什么意思(恒星死亡的一种形式)相关信息,下面一起看看。

  很多人都知道,恒星死亡后,会留下白矮星、中子星等遗迹,而这些遗迹每一个都比另一个更强大。但既然是尸体,为什么还那么有活力,能发光发热,甚至比恒星原来的温度还要高?今天就一起来讨论这个话题吧。

  先简单说一下什么是明星。

  它是恒星宇宙中最大的天体,总质量占可见物质的99.9%以上。我们仰望星空,看到99.99%的星星都是星星。恒星是自身发光发热的天体,是行星的母星。

  所有的行星都是由恒星形成过程中剩下的渣滓组成的。比如我们的太阳系,仅太阳一颗恒星的质量就占了整个太阳系的99.86%,而八大行星和所有大小天体加在一起占了整个太阳系质量的0.14%。行星本身不发光,主要通过吸收恒星辐射来提高温度。

  有大有小的明星。像太阳这样的恒星属于中小质量恒星。最小的恒星质量只有太阳的8%,而最大的恒星质量是太阳的200倍。

  无论多小或多大的恒星,一般都很难存在。这是因为天体的质量达不到太阳的8%,核心很难获得开始核聚变的温度和压力,从而无法发出光和热;对于一颗质量超过太阳200倍的恒星来说,很难在强烈核聚变的辐射压力和巨大质量的引力压力之间保持平衡。因此,恒星极不稳定,会不断将外围物质抛向太空。

  恒星的寿命和它的目的地是由其质量决定的。质量越小,寿命越长。质量越大,寿命越短。这是因为恒星质量越大,核心压力和温度越高,核反应越剧烈,燃烧越快,反之则越慢。最大质量恒星的寿命只有几百万年,而最小质量恒星的寿命超过一万亿年。

  恒星也有生死,不同质量的恒星死法不同。恒星死亡大致有四种方式,死星遗迹(也叫遗迹)有四种,分别是黑矮星、白矮星、中子星和黑洞。

  这些种类的遗骸比其他的更有力量。黑洞是恒星死亡后的最高领导者和最强大的幽灵。它吞噬了宇宙中的一切,即使是这些残骸也不能幸免。

  然而,黑洞的无限引力范围与其质量成正比。只要不惹它,不进入它的极限引力范围,就比较安全。

  黑矮星是许多恒星的最终归宿。宇宙中最多的恒星叫红矮星,质量小,温度和亮度相对较低。红矮星的质量一般在太阳质量的8%到50%之间。如果小于太阳质量的8%,天体核心达不到开始核聚变的温度和压力,就只能变成褐矮星或者行星。不管恒星有多大,它都像太阳。

  由于中心的压力和温度相对较低,核反应温和,燃料消耗相对较少,这种低质量恒星在其寿命中不会发生任何剧烈的变化,而是在核心燃料被慢慢消耗后熄灭,熄灭后的残留物被称为黑矮星。

  按照红矮星的质量计算,它们的寿命可以达到几千亿年甚至几万亿年,而宇宙才诞生了138亿年。到目前为止,所有的红矮星都还年轻,没有一颗变成了黑矮星。

  白矮星和中子星是大中型恒星的遗迹。它们形成后没有新的能量,所以会慢慢冷却下来,最终能量耗尽,成为黑矮星。这个过程大约需要100亿到200亿年。

  所以宇宙中还没有发现黑矮星。

  白矮星是中等质量恒星的遗迹。一般认为,太阳0.8倍以上、8倍以下的恒星,包括太阳在内,在其生命后期都会有红巨星膨胀,最后硝烟散尽,中心留下一个致密的核心,这就是白矮星。现在宇宙中已经发现了许多白矮星。天狼星距离我们8.6光年,由一颗蓝矮星和一颗白矮星组成。大多数

  所以白矮星是一种高密度天体,密度为1~10吨/立方厘米。刚形成时,白矮星的表面温度在10000左右,会发光,但光度只有太阳光度的千分之一到万分之一左右。另外,它很小,所以从远处看不到。

  恒星的体积和亮度比白矮星大得多,但现代最好的天文望远镜几乎看不到它的圆形表面,只能看到一个亮点。白矮星比恒星更小,亮度更低,因此更难观察到。尤其是在双星系统中,主星的光线会覆盖白矮星的昏暗光线,更加难以看清。

  所以对白矮星的观测一般是通过光谱分析,或者使用日冕仪等特殊设备遮挡主星的光线来获得,这样我们就可以勉强看到白矮星的一些亮点,比如天狼星b。

  因为宇宙中有很多中小恒星,死后的遗迹就是白矮星。现在宇宙寿命138亿年,应该还有很多白矮星。有人估计白矮星的数量占恒星总数的3~10%。现在已经发现了1000多颗白矮星。1982年出版的白矮星目录列出了银河系中离太阳不远的488颗白矮星。

  既然白矮星是尸体,为什么会有光和热?白矮星核心的核聚变早已熄灭,没有能量产生,但为什么还会发光发热?这是因为白矮星本身就是原恒星的星核,本来就比原恒星的表面温度高很多。比如太阳表面温度6000度左右,核心温度1500万度。而且在随后不断升级的氦聚变过程中,核心温度会上升到数亿度。这样,当外围物质的烟雾散去,留下中央的碳核,它只继承了原恒星的温度。

  白矮星最初形成时,其表面温度高于原恒星,达到数万度,其核心温度保持在数千万度。这些温度会不断辐射,所以会有光和热辐射。但是因为没有更多的能量,白矮星会慢慢冷却下来,但是这个冷却时间很长。冷却的白矮星的残骸也被称为黑矮星。

  白矮星的质量一般在太阳质量的0.2~1.44倍以内。根据白矮星质量不同,冷却时间也不同,一般需要100 ~ 200亿年。当白矮星完全冷却后,其高密度碳会结晶,成为一颗巨大的钻石行星。但是这个“钻石”

  ”可不是地球钻石,密度达到10吨/cm^3,一个“钻石”戒指会像一个镣铐把你牢牢固定在某个位置。

  中子星是大质量恒星的尸骸

  中子星是质量为太阳8倍以上到30倍以下恒星的残骸。太阳质量8倍以上的恒星,核心温度和压力会导致从氢到铁以下的一系列核聚变发生,最终在核心形成一个铁球,核聚变熄灭后,恒星外壳的引力坍缩以亚光速撞击铁核,形成几乎相同速度的反弹激波,两股力量的碰撞,导致热核失控,就会以超新星爆发的方式结束自己的寿命。

  如果核心残留质量超过了太阳的1.44倍,超新星大爆炸后就会留下一颗中子星尸骸。

  中子星是非常极端的天体,质量达到太阳的1.44~3倍,而半径只有10千米左右,因此密度可达1~10亿吨/cm^3,表面重力是地球的上万亿倍,表面压强达到恐怖的10^28倍地球大气压,逃逸速度达到1万~15万千米/s,磁场强度可达1~20万亿Gs(而地球才0.7Gs,太阳才1000~4000Gs)。

  中子星刚诞生时表面温度可达百万度,核心温度可达万亿度。由此,中子星会不断向太空发出强烈的能量辐射,强度达到太阳的100万倍。中子星继承了原恒星的角动量,体积缩得很小,因此旋转非常快,有的每秒数千转。

  中子星极强的磁场会从磁极不断发射强射电波束,而中子星的磁极和自转轴不重叠,因此其旋转起来射电波束就像灯塔一样的在太空中扫描,有的扫过地球,这些极有规律的脉冲信号就被人类安装的射电望远镜所捕捉,这颗中子星就被称为脉冲星。

  迄今为止,人类发现的中子星和脉冲星已经有数千颗,“中国天眼”(安装在贵州的500米口径球面射电望远镜,简称FAST),正式运行才1年多,就已经捕捉到了数百颗脉冲星。

  中子星的能量也是原恒星能量的残留,慢慢冷却后也会变成一颗黑矮星。

  黑洞是超大质量恒星的尸骸

  黑洞是超大质量恒星死亡后留下的残骸,原恒星质量至少需要太阳的30倍以上(有的认为需要40倍以上)。这类恒星由于中心压力和温度极高,最终和形成中子星的原恒星一样发生热核失控,以超新星大爆发结束自己的一生。

  由于这种超大质量恒星的引力坍缩压力和温度更高,核心质量留下的也更大,就会坍缩成一个黑洞,这个黑洞质量在太阳的3倍以上。

  黑洞可以说是恒星的顶级尸骸,是通吃一切的厉鬼。进入黑洞的所有物质都坍缩到核心那个无限小的奇点上,这个奇点会在周围形成一个无限曲率的球形空间,这个空间的大小与黑洞质量成正比,叫黑洞视界或史瓦西半径。

  史瓦西半径的计算 为R=2GM/C^2,根据这个公式,一个质量为太阳3倍的黑洞,其史瓦西半径约9000米。在这个半径9000米的球状空间,任何天体靠近,不管这个天体的质量有多大,都只能被黑洞所吃掉,最后一点骨渣子也不剩。

  黑洞很贪婪,永远吃不饱。

  黑洞吃掉一切天体和物质后,质量就会越来越大,史瓦西半径也与质量成正比的扩大。人类已经发现宇宙最大的黑洞叫SDSS J073739.96+384413.2,其质量达到太阳的1040亿倍,史瓦西半径达到3120亿千米。这个黑洞还在不断地吞噬着恒星物质,继续壮大自己。

  黑洞对所有的能量都吞到自己那个奇点上,就像貔貅只吃不拉,进入视界后,连光也无法逃逸,因此黑洞本来是无法看到的。

  但由于黑洞存在着质量、电荷、角动量,一旦有星际物质靠近了视界,就会被黑洞捕捉,往中心拉扯,而靠近的物质由于黑洞角动量的带动,转速非常快,可达一半光速甚至接近光速,因此就会碰撞激发出巨大能量,发出耀眼的可见光和能量射线。

  强大的能量喷流,还会从黑洞自转轴两端以接近光速发射到太空,在X波段产生炽热光芒。黑洞视界就是可见和不可见的分界线,所有物质在黑洞视界外都是可见的,一旦进入了视界,就化为乌有,只能看到一个黑咕隆咚的无底洞。

  这样,人们就可以通过光学和射电、射线望远镜观测到黑洞,并能够计算出它的质量。

  恒星尸骸还会借尸还魂,升级为黑洞。

  由于白矮星和中子星都是极端天体,靠近它们的恒星等天体,都要自认倒霉,会被它捕捉和拉扯撕碎渐渐吃掉。白矮星和中子星通过吸积这些天体物质,就会不断壮大自己,当它们的质量到达某个临界点时,就会发生蜕变,成为更高一层的尸骸。

  这两个临界点一个叫钱德拉塞卡极限,一个叫奥本海默极限。

  白矮星的临界点是1.44倍太阳质量,叫钱德拉塞卡极限,当白矮星质量达到这个极限时,依靠电子简并压就再也无法支撑自身形态,这时会有两种归宿:一种是通过超新星大爆发,将自身炸得粉碎,成为一片星云;还有一种就是继续坍缩成为一颗中子星。

  而中子星通过吸积,达到奥本海默极限时,中子简并压就无法支撑自身形态,就会继续坍缩成为一颗夸克星或者黑洞。现在人们还没有发现宇宙中有夸克星的存在,因此这还只是一种猜想。

  奥本海默极限现在还没有一个准确的数值,有研究认为不旋转中子星的奥本海默极限是2.16个太阳质量,但不旋转中子星几乎没有,因此一般认为奥本海默极限在3个太阳质量以上。而现在宇宙中发现最小的黑洞,也在太阳质量3倍以上。

  恒星质量与形成中子星和黑洞的误区

  有人认为,1.44倍以上太阳质量恒星会形成一个中子星,3倍以上太阳质量恒星会成为一颗黑洞,这种认知是错误的。这么小的恒星是无法形成中子星和黑洞的,是否成为中子星或黑洞,要看大质量恒星在超新星大爆炸时,核心残留的质量。

  因此,前面说的多大质量恒星会形成中子星或黑洞也是相对的,至于30倍还是40倍太阳质量恒星,在超新星大爆发后是留下一个中子星还是黑洞,关键还是要看恒星演化末期,核心残留质量有多大,达到钱德拉塞卡极限,就会成为中子星,达到奥本海默极限就会成为黑洞。

  尸骸还会打架,爆发出巨大能量

  在整个宇宙演化事件中,白矮星、中子星、黑洞之间,会发生黑吃黑的情况,还会发生自己相互碰撞的事件,尤其是中子星或黑洞在相互打架碰撞中,会激发出宇宙顶级天体事件,这就是发出伽马射线暴。

  伽马射线暴是宇宙顶级能量爆发,其几秒钟或几分钟爆发出来的能量,甚至超过一个星系辐射能量总和,如果被这种能量击中,将会万劫不复,因此科学界认为,伽玛暴是宇宙最恐怖的顶级杀手。

  有科学家认为,伽马射线暴杀灭了宇宙中90%以上的生命和文明,是宇宙文明难以发展到高级状态的重要原因之一。这或许也是人类迄今都无法发现地外文明的一个原因吧。

  就说到这,欢迎讨论,感谢阅读。如喜欢我的文章,就给个点赞和关注吧,再次感谢。

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