什么叫做白矮星?
白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。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。
根据白矮星的半径和质量,可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万-10亿倍。在这样高的压力下,任何物体都已不复存在,连原子都被压碎了:电子脱离了原子轨道变为自由电子。
白矮星是一种晚期的恒星。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,于是氦开始聚变成碳。
经过几百万年,氦核燃烧殆尽,现在恒星的结构组成已经不那么简单了:外壳仍然是以氢为主的混和物;而在它下面有一个氦层,氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂,中心附近的温度继续上升,最终使碳转变为其他元素。
与此同时,红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡:恒星半径时而变大,时而又缩小,稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球,火球内部的核反应也越来越趋于不稳定,忽而强烈,忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右,我们可以说,此时,在红巨星内部,已经诞生了一颗白矮星。
白矮星的密度为什么这样大呢?
我们知道,原子是由原子核和电子组成的,原子的质量绝大部分集中在原子核上,而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米,而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球,则电子轨道将在两公里以外。
而在巨大的压力之下,电子将脱离原子核,成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙,从而使单位空间内包含的物质也将大大增多,密度大大提高了。形象地说,这时原子核是“沉浸于”电子中。
一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡,维持着白矮星的稳定。顺便提一下,当白矮星质量进一步增大,简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩,白矮星还会坍缩成密度更高的天体:中子星或黑洞。
对单星系统而言,由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出光热的同时,也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月,年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。
参考资料:http://www.hongen.com/art/twdg/cyztm/tc0006.htm
每天我们都沐浴日光里,感受太阳给我们带来的温暖。太阳的光芒使得地球上充满生机。可是孩子们,你们了解太阳吗?你们能想象走近太阳,去探索它其中的奥秘吗?你们知道未来的太阳会是什么样吗?那时的地球将会怎样?
太阳的表面层叫光球层。我们平时肉眼看到的就是光球层。这儿每平方厘米的太阳表面发出的光强相当于6000W的灯泡, 温度约为 6000。C。你还会看到一些小的斑点,即太阳黑子。
实际光球层外面还一层,叫色球层,但它几乎是透明的。只有在发生日蚀的时候,我们可以比较清晰地看到它就象是太阳周围的一圈红色的光晕。
如果你再离近一点看,会发现太阳的火焰在猛烈地喷发。
色球层的温度从里向外缓慢地升高(约从4300。C~8300。C),在外缘温度则急剧地增加。
太阳同样也有大气层,叫日冕。但日冕是非常稀薄的,同样只有在发生日蚀时,这时光球层的光辉被月球遮住,才能看到日冕。
日冕的温度相当高,约有一百万度!这么高的温度,发出的光线实际是X射线。
你也许要问,为什么太阳的表面温度只有约6000。C,而日冕的温度却这么高呢?这需要对太阳复杂的磁场进行研究,但其原因目前还未得出。也许,将来的你可以加入这方面的研究去得出结果。
太阳的中心无疑温度是相当高的(约有150万。C),而且压强非常高(约相当于地球上大气压强的1000亿倍)!在高温高压条件下,这儿的燃烧中进行着剧烈的核反应。每秒钟,这种反应要消耗7000亿吨质子(氢原子),但只有一小部分能量(0.7%)以光的形式发散出来。
现在,太阳中心的氢原子约有一半燃烧生成了氦,通过这可以估算出太阳已有45亿年的历史。
日冕中所喷发的火焰中会有一些粒子束飞出来,叫做太阳风。这些粒子束的温度约有一百万度,飞行的速度达到450km/s,飞行的距离比冥王星的运行轨道(591,400万km)还要长。
太阳风飞行时后面的气流和尘埃,就好象是彗星长长的“尾巴”。科学家们还研究得出,在太阳两极的太阳风速度要比赤道附近的快得多。
太阳与我们地球的关系是相当密切。太阳上这些现象自然也会影响到地球。比如,太阳黑子的数量的多少是不定期的。在1640~1700年间,太阳上没有黑子出现。这段时期的地球可以说处在一个“小寒冰纪”,非常寒冷。这二者不能说没有一点关系。
科学家们还利用卫星空间站来测量每年太阳所发出的总能量。它一般是恒定值,但也会有百分之十几的变化,这种变化会影响到地球的气候。
另外,地球两极的极光现象就是太阳风高速穿过地球大气层时所形成的。你现在看到的是从航天飞机上拍到的北极光。
目前,太阳已经走过了其三分之一的生命历程。亿万年后,太阳会发生一系列的变化,逐渐走向衰老。从赫斯布郎—罗塞尔图表(以发明这张图的两个天文学家命名)中可以看出太阳一生中温度和亮度的变化情况。
在A点,太阳刚开始其内核的燃烧。这可以说是太阳生命的开始。
在B点,太阳的燃烧已消耗尽了其中心一半的氢原子,即现在的情况。
在C点,太阳中心的氢原子已燃烧尽了,开始消耗核外的氢原子。这将会使太阳的体积膨胀,其半径约比现在增加40%,亮度也会增加一倍。
在D点,约在5亿年以后,太阳的体积约达到目前的3.3倍,表面温度约4300。C。这时将会使地球的表面温度增加100。C左右,所有的海洋都会蒸发干,不知道还会不会有人类的存在。
其后的25,000年,太阳的体积将达到现在的100多倍,亮度达到现在的500倍!设想那时在地球上看太阳,它几乎占据了半个天空!
在E点,太阳已用完它所有的氢原子,并将氦投入了燃烧。这时太阳中心的温度已极高,会发生大爆炸。在一声声巨响中,所有的氦都烧成了碳,约有三分之一的外层太阳体被甩飞进了宇宙。
以后的太阳将会更亮,它的外层就好象是密度较大的太阳风。这时的太阳成了一团星云。它还会不断地将外层物质向外喷射,使中心发生崩溃,密度只剩下现在的一半,叫做白矮星。
白矮星会慢慢地冷却下来,只剩下一些燃烧的灰烬,成了黑矮星。太阳的生命也就走到了尽头。
太阳生命的结束也就意味着太阳系的完结,但这可是一个相当相当漫长的过程。这其间仍有许多奥秘等待我们去研究!
每天我们都沐浴日光里,感受太阳给我们带来的温暖。太阳的光芒使得地球上充满生机。可是孩子们,你们了解太阳吗?你们能想象走近太阳,去探索它其中的奥秘吗?你们知道未来的太阳会是什么样吗?那时的地球将会怎样?
太阳的表面层叫光球层。我们平时肉眼看到的就是光球层。这儿每平方厘米的太阳表面发出的光强相当于6000W的灯泡, 温度约为 6000。C。你还会看到一些小的斑点,即太阳黑子。
实际光球层外面还一层,叫色球层,但它几乎是透明的。只有在发生日蚀的时候,我们可以比较清晰地看到它就象是太阳周围的一圈红色的光晕。
如果你再离近一点看,会发现太阳的火焰在猛烈地喷发。
色球层的温度从里向外缓慢地升高(约从4300。C~8300。C),在外缘温度则急剧地增加。
太阳同样也有大气层,叫日冕。但日冕是非常稀薄的,同样只有在发生日蚀时,这时光球层的光辉被月球遮住,才能看到日冕。
日冕的温度相当高,约有一百万度!这么高的温度,发出的光线实际是X射线。
你也许要问,为什么太阳的表面温度只有约6000。C,而日冕的温度却这么高呢?这需要对太阳复杂的磁场进行研究,但其原因目前还未得出。也许,将来的你可以加入这方面的研究去得出结果。
太阳的中心无疑温度是相当高的(约有150万。C),而且压强非常高(约相当于地球上大气压强的1000亿倍)!在高温高压条件下,这儿的燃烧中进行着剧烈的核反应。每秒钟,这种反应要消耗7000亿吨质子(氢原子),但只有一小部分能量(0.7%)以光的形式发散出来。
现在,太阳中心的氢原子约有一半燃烧生成了氦,通过这可以估算出太阳已有45亿年的历史。
日冕中所喷发的火焰中会有一些粒子束飞出来,叫做太阳风。这些粒子束的温度约有一百万度,飞行的速度达到450km/s,飞行的距离比冥王星的运行轨道(591,400万km)还要长。
太阳风飞行时后面的气流和尘埃,就好象是彗星长长的“尾巴”。科学家们还研究得出,在太阳两极的太阳风速度要比赤道附近的快得多。
太阳与我们地球的关系是相当密切。太阳上这些现象自然也会影响到地球。比如,太阳黑子的数量的多少是不定期的。在1640~1700年间,太阳上没有黑子出现。这段时期的地球可以说处在一个“小寒冰纪”,非常寒冷。这二者不能说没有一点关系。
科学家们还利用卫星空间站来测量每年太阳所发出的总能量。它一般是恒定值,但也会有百分之十几的变化,这种变化会影响到地球的气候。
另外,地球两极的极光现象就是太阳风高速穿过地球大气层时所形成的。你现在看到的是从航天飞机上拍到的北极光。
目前,太阳已经走过了其三分之一的生命历程。亿万年后,太阳会发生一系列的变化,逐渐走向衰老。从赫斯布郎—罗塞尔图表(以发明这张图的两个天文学家命名)中可以看出太阳一生中温度和亮度的变化情况。
在A点,太阳刚开始其内核的燃烧。这可以说是太阳生命的开始。
在B点,太阳的燃烧已消耗尽了其中心一半的氢原子,即现在的情况。
在C点,太阳中心的氢原子已燃烧尽了,开始消耗核外的氢原子。这将会使太阳的体积膨胀,其半径约比现在增加40%,亮度也会增加一倍。
在D点,约在5亿年以后,太阳的体积约达到目前的3.3倍,表面温度约4300。C。这时将会使地球的表面温度增加100。C左右,所有的海洋都会蒸发干,不知道还会不会有人类的存在。
其后的25,000年,太阳的体积将达到现在的100多倍,亮度达到现在的500倍!设想那时在地球上看太阳,它几乎占据了半个天空!
在E点,太阳已用完它所有的氢原子,并将氦投入了燃烧。这时太阳中心的温度已极高,会发生大爆炸。在一声声巨响中,所有的氦都烧成了碳,约有三分之一的外层太阳体被甩飞进了宇宙。
以后的太阳将会更亮,它的外层就好象是密度较大的太阳风。这时的太阳成了一团星云。它还会不断地将外层物质向外喷射,使中心发生崩溃,密度只剩下现在的一半,叫做白矮星。
白矮星会慢慢地冷却下来,只剩下一些燃烧的灰烬,成了黑矮星。太阳的生命也就走到了尽头。
太阳生命的结束也就意味着太阳系的完结,但这可是一个相当相当漫长的过程。这其间仍有许多奥秘等待我们去研究!
白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。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。