白矮星中子星和黑洞(白矮星中子星)
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1、中子星和白矮星都是恒星演化至后期的產(chǎn)物。
2、 恒星演化至晚期時(shí),其內(nèi)核都會(huì)收縮,外層都會(huì)膨脹,成為紅巨星。
3、不同質(zhì)量的恒星,形成紅巨星時(shí),其大小是不一樣的。
4、小質(zhì)量恒星形成紅巨星時(shí),以碳為主的內(nèi)核收縮,密度加大;以氫和氦為主的外層氣體膨脹,逐漸遠(yuǎn)離內(nèi)核,且溫度會(huì)逐漸下降。
5、當(dāng)外層氣體離內(nèi)核越來(lái)越遠(yuǎn)時(shí),內(nèi)核對(duì)外層氣體的引力也越來(lái)越小,氣體將逐漸消散于宇宙空間,暴露出中心的高密度、高溫度的內(nèi)核。
6、這個(gè)內(nèi)核就是白矮星。
7、根據(jù)計(jì)算,白矮星的質(zhì)量不能大于1.44倍的太陽(yáng)質(zhì)量。
8、我們的太陽(yáng)的最終結(jié)局就是一顆白矮星。
9、白矮星由于沒(méi)有了能量補(bǔ)充,雖然它表面溫度高達(dá)數(shù)萬(wàn)度,但會(huì)在以后的時(shí)間里慢慢地冷卻下來(lái),最終成為一顆不再發(fā)光發(fā)熱的黑矮星。
10、 當(dāng)大質(zhì)量恒星形成紅巨星時(shí),同樣是內(nèi)核收縮,外層氣體膨脹。
11、當(dāng)然,這時(shí)的內(nèi)核的主要成分與小質(zhì)量恒星是不同的。
12、大質(zhì)量恒星的內(nèi)核的主要成分是鐵。
13、由于鐵的質(zhì)量遠(yuǎn)大于碳,因而引力比碳核要大得多,引力也大得多。
14、當(dāng)中心的鐵足夠多,且鐵核以外的輕一些的氧、氖、碳、鈉等元素的數(shù)量及溫度已不足以維持繼續(xù)聚變?yōu)殍F時(shí),這顆恒星的核反應(yīng)就停止了。
15、恒星是以核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的向外的輻射壓與恒星本身質(zhì)量產(chǎn)生的向內(nèi)的引力相等,來(lái)維持恒星的穩(wěn)定的。
16、沒(méi)有了核反應(yīng),就沒(méi)有了抵抗物質(zhì)向內(nèi)壓縮的輻射壓,恒星物質(zhì)就會(huì)以極高的速度向著恒星的鐵核集聚而來(lái)。
17、在接近鐵核時(shí),下落的速度甚至接近光速。
18、但鐵核是無(wú)比堅(jiān)硬的,這些物質(zhì)撞擊到鐵核時(shí),等于是撞到了一堵無(wú)比堅(jiān)硬的墻,于是,恒星物質(zhì)就會(huì)以幾乎相同的速度反向沖出恒星,形成無(wú)比劇烈的內(nèi)爆。
19、這個(gè)過(guò)程叫“鐵芯災(zāi)變”。
20、沖出恒星的物質(zhì)溫度極高,沖出的速度又極快,其光度在數(shù)小時(shí)到數(shù)天內(nèi)可以增加數(shù)十萬(wàn)倍,就形成了超新星爆發(fā)。
21、在恒星物質(zhì)向外極速擴(kuò)散的同時(shí),撞擊鐵核時(shí)帶給鐵核的能量,又使鐵發(fā)生進(jìn)一步的聚變,生成在恒星條件下無(wú)法生成的重元素,如鈷、鎳、銅、鉑、銀、金等,一直到鈾、釷。
22、其中的一部分會(huì)隨著沖出的物質(zhì)擴(kuò)散到宇宙空間,成為形成其他星球的原料。
23、我們地球上比鐵重的元素就是這么來(lái)的。
24、 在形成重元素的同時(shí),鐵核中的大部分質(zhì)量會(huì)在外層物質(zhì)的撞擊下繼續(xù)壓縮,把電子都能壓進(jìn)原子核中,與質(zhì)子結(jié)合,形成中子,物質(zhì)密度進(jìn)一步增加,成為一顆以中子為主的小體積、大質(zhì)量、超大密度的恒星核,這顆恒星核心就是中子星。
25、根據(jù)計(jì)算,中子星的質(zhì)量只能在1.44-3.2倍的太陽(yáng)質(zhì)量之間,直徑只有約30公里,但密度是每立方厘米數(shù)億噸。
26、它的密度其實(shí)就是原子核的密度,中子星可以看作是一個(gè)超大質(zhì)量的原子核。
27、 如果超新星爆發(fā)后,中心剩余的質(zhì)量大于3.2倍的太陽(yáng)質(zhì)量,在收縮時(shí),引力就會(huì)大到連中子都會(huì)被壓碎,密度會(huì)繼續(xù)增加,體積在超強(qiáng)的引力作用下繼續(xù)收縮,直到恒星核的表面脫離速度(類(lèi)似于地球的第一宇宙速度)達(dá)到光速,它發(fā)出的光就會(huì)被它自己的引力拉回去而無(wú)法發(fā)射出來(lái),外面的物質(zhì)和輻射也會(huì)被它的引力吸引而落入其中,這顆恒星的核心就突然看不到了,只能感受到它的引力。
28、這種天體就是“黑洞”。
29、由于黑洞的超強(qiáng)引力,所有已知的物理定律在黑洞視界內(nèi)統(tǒng)統(tǒng)失效,它內(nèi)部的物質(zhì)存在的形式目前尚不可知。
本文到此講解完畢了,希望對(duì)大家有幫助。
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