中子星和白矮星都是物質(zhì)非常致密的天體,每立方厘米中子星的質(zhì)量可達8000萬到20億噸,每立方厘米白矮星的重量可達100公斤到10噸。
中子星模擬圖
白矮星模擬圖
中子星和白矮星都是恒星主序星階段結束之后變成的星體。在剛形成的時候,它們的溫度是非常高的,超新星爆發(fā)的時刻可以產(chǎn)生約1500億攝氏度的溫度,那么這個時候中子星的溫度也是基本等同于這樣的溫度;白矮星的溫度要低得多,但剛形成的白矮星也是紅巨星的內(nèi)核,溫度也可以達到數(shù)十億度。
不過理論上講這兩種星體形成之后的溫度會一直處于下降狀態(tài),因為它們內(nèi)部不再有核聚變,所以只會將自身固有的熱量輻射出去,當輻射到表面接近宇宙背景溫度時,它們就成了一顆黑矮星,也就是一個不發(fā)光也不散熱的星體。
但是中子星和白矮星的散熱時間會非常長,可能長達200億年,這已經(jīng)大大超過了宇宙138億年的年齡,所以天文學家們認為宇宙中至今還沒有形成一顆黑矮星。
雖然理論上這么認為,然而實際上宇宙中的白矮星和中子星熱度降下來非常不容易,這是因為無論是中子星還是白矮星,它們形成的時候周圍都會由于恒星的膨脹和擴散而存在大量的氣態(tài)物質(zhì),宇宙中幾乎沒有周圍空無一物的中子星和白矮星存在,而它們周圍存在的物質(zhì)的一部分也會在它們的引力作用下重新回到中子星和白矮星上,形成厚厚的大氣層,這就像一個熱量保護層一樣,而且有的這類星體附近有恒星存在,也可以從恒星上吸取大量氣態(tài)物質(zhì),其中的氫和氦元素等在中子星和白矮星的表面由于重力和高溫作用還會激發(fā)核聚變,也就是說中子星和白矮星的表面通常都會發(fā)生氫元素的核聚變現(xiàn)象。
這樣的事件無疑又會為星體本身增加熱量,所以中子星和白矮星想降溫可沒那么容易,而且如果它們吸收的氫元素過多的話還會出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象,質(zhì)量達到太陽1.44倍的碳氧內(nèi)核白矮星會發(fā)生內(nèi)部的熱核爆炸,具體表現(xiàn)通常是碳爆轟,這是一種劇烈的星體爆炸現(xiàn)象,天文學上稱之為la型超新星爆發(fā),爆炸之后整顆白矮星通常是化作一片星云,連個內(nèi)核都沒有。
而中子星如果吸收物質(zhì)達到了太陽質(zhì)量的三倍以上也會發(fā)生與之類似的現(xiàn)象,不過中子星是形成夸克星或者黑洞,如果形成黑洞的話,大部分物質(zhì)都會被吸入到黑洞里。
即便以理論認為的中子星和白矮星200億年的降溫過程來說,在長達200一年的時間中,中子星和白矮星也有可能遇到其他星體,在爆炸的可能性之外,和其他星體兼并融合的可能性也很大,所以其演變成黑矮星的可能性很小,可見,宇宙間天體的變化也是很復雜的,每一種星體都會受到外部環(huán)境的影響,即便是恒星死亡的殘骸中子星和白矮星也是如此。
本文發(fā)布于:2023-02-28 21:26:00,感謝您對本站的認可!
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