您的位置:首页 > 科技

恒星是如何变成超新星或者黑洞的?它如何决议本人到底要变成什么

时间:2020-10-17 来源:天文在线 栏目:科技

恒星由它们核心的核聚变反应来维持。对于主序上的恒星,例如我们的太阳,内部的核聚变主要涉及氢合成氦。反应产生的能量足以支持它们的质量来对抗自身的引力。

当恒星的燃料耗尽之后,恒星会膨胀并且会产生更重的元素,例如碳和铁。(太阳系中大部分物质来自太阳系外)。一旦恒星耗尽它所有的燃料,它将坍缩。从这里开始,恒星将会经历不同的命运。

太阳坍缩为白矮星,此时泡利不相容原理使恒星中的电子保持足够远的距离,以防止进一步坍缩,这种能量被称为电子简并。

太阳质量1.4倍以上的恒星(这个极限被称为钱德拉塞卡极限,以一位印度物理学家的名字命名,他在去英国的路上发现了这个极限)会倾向于爆炸成为超新星,失去它的大部分质量。内部较小的核心会保留下来并将和较小的恒星一样继续坍缩,不同的是,这是电子简并将不足与支持恒星的质量来对抗自己的引力坍缩,它会继续缩小直到成为一个体型微小但是质量巨大的、由中子简并维持的中子星。

如果中子简并也不足以抵抗恒星的坍缩,它将继续缩小直到物质被压缩到一个无穷小,密度无穷大的点,成为奇点。这就是黑洞的中心。

回答:Edward Rayne,英国剑桥大学物理学本科生。

恒星的寿命以及它的最终状态由自身的质量决定。就我们所知,所有的恒星都受到两种基本力的作用,一种是引力,另一种是由氢氦聚变产生的由内而外的压力。重力作为一种能量来源,在恒星内部产生巨大的热量和压力,并开启聚变过程,聚变会产生大量的热量和能量,使恒星发光,并试图推开气体使其远离恒星,直到达到平衡状态。

当大部分氢聚变成氦时,聚变会停止,此时引力会占上风。没有聚变产生的能量,恒星会开始坍缩。接下来恒星会发生什么取决于它的质量。对于一个小质量恒星(质量比太阳小),引力不足以使恒星再次发生聚变,剩下的灰烬会成为褐矮星并最终变成一具太空冰冷的尸体。

对于质量与太阳相近的恒星,引力继续挤压恒星内部,使恒星能够使氦聚变为其他轻元素。这种能量的更新会导致恒星膨胀成一颗红巨星,并将一些外层抛洒到太空中,成为行星状星云。当太阳成为红巨星时(大约50亿年后),太阳将膨胀到火星轨道之外。当恒星完成所有可能的聚变后,引力将再次占据上风并开始挤压原子,直到原子周围电子壳层的排斥力与引力达到平衡,恒星成为一颗密度很大的白矮星(一茶匙的大小重达好几吨)。恒星最终会冷却,成为在太空中漂流的一团冰冷的、燃烧殆尽的灰烬

对于质量是太阳2.5倍的恒星,它们的命运更加奇特。恒星内部的引力足以使聚变产生铁。铁是恒星一生中能产生的最重的元素,因为更重的元素聚变需要的能量比恒星释放的能量更多,所以恒星会坍缩。对于大质量恒星,这种坍缩非常猛烈,会导致巨大的、灾难性的爆炸,即超新星。就是在这些爆炸中产生了所有比铁更重的元素。所以有人说我们是由星尘组成的。

超新星是如此明亮,一次发生在中世纪,爆炸白天也能被观察到。超新星爆炸后恒星的最终命运取决于爆炸后核心的质量。一些恒星的质量仍足以克服电子壳层的斥力,并把电子击入原子核从而抵消了质子的正电荷,直到引力与中子间的斥力平衡形成中子星。这颗恒星的物质比白矮星的物质还要重。如果恒星比形成中子星的恒星更重,它会经历产生超新星的过程,但是由于自身的质量,它的引力如此之大以至于中子不能使恒星的坍缩停止,它会继续被压缩到更小的空间中直到恒星的引力足以将光困在一个被称为事件视界的区域内,黑洞就诞生了。为了让你对黑洞的密度有一个概念,如果我们想要压缩地球来创造黑洞,地球上的所有物质必须压缩到你的手心大小,黑洞会将你的身体撕裂并将你吸入从而增加黑洞的质量。

黑洞的探测方法是寻找那些离其他恒星很近的星体,并观察在穿过视界之前落入黑洞的物质所发出的辐射(主要是X射线)。去钱德拉X射线望远镜的网站,看看可能的黑洞的X射线照片。

谜题的关键是由质量决定的引力。形成黑洞可能还有其他机制,但这是形成这些物体的一般恒星过程。

FY:超凡泰迪熊

作者:Mudita Upman

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

本站部分内容来源于互联网权威网站,文章内容并不代表本站的观点或立场,如有关于文章内容,版权或其它问题请联系我们删除;

相关资讯

Copyright@2019-2020 www.jznyw.cn 九州资讯网 All Rights Reserved 鲁ICP备17005488号-5

九州资讯网