最老最老的爷爷“白矮星”

2016-07-07 10:45 作者:admin 来源:科普中国

白矮星也称为简并矮星,是一种低光度、高密度、高温度的天体。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。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。白矮星形成时的温度非常高,但是因为没有能量的来源,因此将会逐渐释放它的热量,温度逐渐降低,这意味着它的辐射会从最初的蓝色随着时间逐渐转变成红色。经过漫长的时间,白矮星的将冷却到光度不再能被看见,而成为冷的黑矮星。但是,现在的宇宙仍然太年轻,大约137亿岁,还不可能有黑矮星的存在。
 

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,当恒星内部氢燃料消耗完后就开始进行氦融合反应,并形成更重的碳和氧,如果红巨星没有足够的质量产生能够让碳燃烧的更高温度,碳和氧就会在核心堆积起来。在散发出外面数层的气体成为行星状星云之后,留下来的只有核心的部份,这个残骸最终将成为白矮星。因此,白矮星通常都由碳和氧组成。研究认为,比8倍于太阳质量小的恒星,演化末期,会演变成一颗白矮星。就目前的科学研究而言白矮星被认为是一颗恒星的生命终点,所以人们称“白矮星”为最老最老的爷爷,我们银河系的大部分恒星正在一步步迈进这个阶段,任何一颗恒星都要面对生命终结的那一刻,其中包括太阳。