小蠍子 asked in 科學天文與太空 · 1 decade ago

何謂白矮星(white dwarf)?

何謂白矮星(white dwarf)?

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  • 煙娘
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    1 decade ago
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    圖片參考:http://www.viewstar.idv.tw/star/9816w.gif

    >>年輕恆星群中的熾熱白矮星此圖上中看見有超過20,000恆星聚集而成的耀眼年輕星團-珠寶箱(劍魚座中的一個星團編號NGC 1818) 。且它距大麥哲倫星雲(銀河系周圍的"衛星星系")有164,000光年 。在星團中天文學家發現了一顆最近才因紅巨星(質量是太陽的 7.6倍)燒盡之後所構成的年輕白矮星 ,天文學家估算如一顆恆星的是太陽的 6至10倍, 並不會慢慢地燒盡而轉變成白矮星 ,它是會突然地產生一場非常劇烈的爆炸,圖片顯示出的範圍是100光年。NASA   STScI-PRC98-169:00 a.m. April 9, 1998  

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  • 1 decade ago

    白矮星是質量小於I.4倍太陽質量的老年、昏暗的恆星。大部分的白矮星都像地球一般大小,但是有地球30萬倍的質量。

    一顆類似太陽大小質量的恆星,它會在赫‧羅圖 (H-R diagram) 的主序帶上停留約百億年,其間它會穩定地進行「氫融合成氦」的核能反應而產生大量的光和熱, 造就出向外擴散的力量足以抵擋住向內的重力,而維持外觀的平衡狀態 (現在的太陽正處於此狀態)。 直到氫的數量過少而使得「氫融合成氦」的能量不足以維持住穩定平衡的狀態, 接著在星球內部的塌縮、體積變小促使較高原子序元素的融合反應產生, 也就是它離開了主序帶的停留,進入「碳氮氧循環」核能反應的變星階段。 此時星球的外觀充滿著快速擴散的氣體,氣體因著擴散逐漸降低了它們的溫度而呈現 「紅色」的低溫特徵, 如此外觀巨大呈現泛紅的星體被稱之為「紅巨星」。

    當紅巨星體積太過於龐大時,外層大氣開始變得不安定,外層氣團就會不斷地流失,其速度超過每秒一O公里。由於這種現象是在一瞬間發生,使得星球幾乎流失了一半的質量。這些氣團由密度和溫度都較高的星球表面,流到低溫且密度較低的空間時,就好比從水壺口冒出的水蒸氣一般,瞬間就固體化,同時形成碳粒和砂粒之類的灰塵。

    這些灰塵環繞在星球四周,呈不透明狀,所以星球本身可能因為大量的灰塵而暫時看不見。但是,當星球緩緩膨脹而使能見度提高時,外層大氣被除去,露出高溫的中心部,這時就可以再度看見此星球了。周遭的氣團在此星光的照耀下,顯得閃閃發光,成了我們所看到的行星狀星雲。

    行星狀星雲的大小約在0.3光年到3光年之間。隨著中心星溫度的變化及星雲氣團的膨脹,行星狀星雲在各階段中的亮度也會有所變化。但是,在中心星的溫度明顯下降之前,這些氣團會流失飛散,不久之後,這行星狀的星雲就看不見了。

    星雲消失後遺留下來的中心星就是所謂的白矮星。由於外層大氣飛散了,所以半徑只有地球般的大小,但因為仍有幾萬度的高溫,所以還是看信見。

    這時恆星中央氣體的電子將收縮的力量擋回去,而使得恆星達到平衡狀態之後,這顆恆星就不再收縮了,也就不會再有能量來源。此時留下來的只足一團緻密的星際物質,密度高到一湯匙的物質重達10公噸!白矮星的中心已經不再有原子核融合反應,所以溫度會緩緩下降,亮度也會變暗。即使如此,白矮星仍有微量的輻射能量,所以還要經過幾千億年之後,才會完全暗得看不見。

    白矮星一步一步冷卻之後,最後就成了幾乎不發光的黑矮星,繼續存留在宇宙之中。

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  • 1 decade ago

    白矮星的產生

      白矮星可以說是恆星的老年,而白矮星的產生方式有兩種,一是超新星爆發,特別是質量較大的超新星爆炸後,把外部的物質炸得四處亂飛,成為超新星遺跡,而內部剩下的核若質量較小,則這個「核」便變為白矮星。

    另一種方式是來自行星狀星雲,當紅巨星越來越膨脹,則它臃腫的外層很難維持,由其當它消耗完最燃料殘渣時,最輕微的擾亂都可能使氣體外表層鬆動,最後紅巨星的外層氣體慢慢向太空飄散在恆星周圍形成「煙環」這種環稱為行星狀星雲。

    白矮星的演化

    白矮星是紅巨星用完燃料後的殘留物;而這些核反應的殘留物,因為收縮,進而造成一些非常奇妙的後果。平常所看到的任何東西,最後都可以分解成個別的原子,而原子的構造包括一個非常緊密的原子核,外面圍繞著電子。當星球燃料用完,重力會將電子擠壓到緊貼著原子核的外面, 再度撐住星球內縮的趨勢。如此構成的星球,物質擠壓得非常緊,體積很小,但是隨著時間的演化,它的表面溫度會越來越冷,從白矮星到黃矮星、紅矮星,到只發紅光的紅外矮星…最後熄滅、晶化。

    Source(s): 網路
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  • Anonymous
    1 decade ago

    白矮星是恒星死亡的殘骸,由於恒星中心的燃料耗盡,恒星中心失去了抗衡引力的強大氣壓,所以恒星核心因引力的作用而不斷塌縮,結果將恒星中心的剩餘物質壓縮,令到恒星的密度提升。如此同時,恒星的外層氣殼卻因核心收縮而令彼此間的距離越來越遠,最後因失去引力的牽引而脫離恒星的控制,四散於周圍的太空空間,形成行星狀星雲。

    天狼星B是其中一顆被確認的白矮星,它的表面溫度大約有三萬度。如此高溫、發出藍白色光的恒星,其實只有如地球般大小,所以非常的暗淡。目前被發現的白矮星有一千多顆,估計白矮星的數目約佔銀河系恒星總數的十分之一。利用已知的質量和大小,可以算出白矮星的密度約為水的百萬倍,一立方厘米的白矮星物質便達到一千公斤。但白矮星的質量和密度是有限的,如果白矮星的質量超過太陽的1.4倍,恒星的核心便會進一步塌縮成中子星或黑洞。

    白矮星因沒有熱核反應支持熱量的流失,漸漸釋放熱能的白矮星最終會變成一顆寒冷、飄浮在茫茫空間中的黑矮星(Black drawf)。

    伴隨白矮星而生的行星狀星雲也是十分引人入勝的。天琴座的戒指星雲(Ring Nebula),在小望遠鏡中,它就像行星一般,呈現為一個小圓盤狀。所以,十八世紀時的天文學家便稱之為行星狀星雲。但外形更具代表性的卻是天蠍座的行星狀星雲NGC6302。在已發現的多個行星狀星雲之中,外形是圓環狀的只佔十分之一,其餘有十分之七都如沙漏狀。不過由於它們都是由恒星拋出的氣殼所成,故亦歸納為同一類天體。狐狸座的啞鈴星雲(Dumbbell Nebula)以及寶瓶座的螺旋星雲(Helix Nebula),常常給人留下深刻印象。

    一般認為行星狀星雲的直徑大約是一光年,質量是太陽的0.2倍,它們以每秒數十公里的速度向外膨脹,祗需約十萬年的時間,便會擴散至稀薄的星際空間而消失。

    Source(s): 網路
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