浩瀚宇宙之中,白矮星和中子星的密度差别很是很大的。
白矮星:密度106~107克/厘米3
中子星:它的外层为固体外壳,密度为100万~1亿吨/厘米3,主要是由各种原子核组成的点阵结构和自由电子气外壳内是一层主要由中子组成的流体,其密度大约为1亿~10亿吨/厘米3
什么是白矮星
白矮星是什么呢?白矮星,因其颜色呈现为白色,体积又很小,故称之为白矮星,白矮星是一种低光度、高温度、高密度的恒星,是演化到末期的恒星。
形成过程中低密度的恒星在其演化的末期,结束了氢聚变的反应后,将在其核心进行氦聚变,将氦燃烧成碳和氧的三氦聚变过程,并最终变成一颗红巨星。
红巨星的外部要扩张,但是与此同时它的内部却急剧收缩,并且温度不断上升,达到上亿摄氏度!在这个过程中氦开始聚变成了碳,经过几百万年,形成了以氢的混合物为外壳,碳球为中心,二者之间为氦层的一个星体。这个时候还是不稳定的,红巨星的外部发生急剧的震荡,就想一个大火球一样,忽大忽小,在最后,这个大火球突然一下就爆炸了,造成了除了恒星内部的其他部分全部被抛到了太空,只残留下来内核,这就是我们所说的白矮星了。
这个时候我们就可以说白矮星已经形成了,它的内部也不会再进行核聚变反应,也就是说再没有能量产生了,白矮星形成的时候温度是很高的,但是由于不再产生能量,它的温度会慢慢降低,它的色温会逐渐减小,渐渐地它的光度会越来越低,等到最终冷却到一定温度的时候,就不会被看见,这个时候就可以称之为黑矮星了,但是目前为止还没有发现黑矮星。
白矮星的构成一般来讲,白矮星由碳和氧组成,但是如果核心的温度可以达到燃烧碳却不可以燃烧氖,就能形成由氧、氖和镁组成的白矮星,甚至偶尔还会出现由氦组成的白矮星。最近又有了新的发现,天文学家称:白矮星内部可能形成结晶而且最近还证实了这一结晶是高分子的碳聚合结晶,说白了就是钻石的母体。
白矮星最终会有怎样的命运呢?白矮星说白了就是能量耗尽了的恒星,当质量不很大的时候,它可能会慢慢冷却下去最终形成一个巨大的晶体,但是也有可能它会塌缩成密度更高的中子星或者是黑洞,如果它的质量比太阳的14倍还要大的时候,它就会发生超新星爆炸。
大家都知道,太阳因为自身的引力将会向内挤压,初期太阳燃料充足的话,因为这种挤压,使得原子发生电离,形成等离子体。然后,质子与质子相撞损失的质量,将以能量的方式释放出去,形成抗衡引力的某种扩张力。可是后期核聚变效应停止,就不足以产生抗衡引力的扩张力形成白矮星。
为什么呢?
这要从钱德拉塞卡说起,钱德拉塞卡(1910年——1995年)从大学起就迷上了天文学,毕业后准备师从爱丁顿(就是1919年为了证明广义相对论正确性,拍摄了大量的日食照片的那个家伙),在这期间进行了进行了计算,导出白矮星的质量上限是太阳质量的144倍,这就是著名的钱德拉塞卡极限。
1910年——1995年
白矮星主要是由碳构成的,是聚变的结果,氢气聚变成氦,氦聚变成碳。白矮星的中心温度是10的7次方K,上面提到原子只能以等离子体的形式存在。形象点说就是电子在引力的作用下包裹着原子核。
大家又说了,电子怎么可能在一起呢?电子带了相同的电荷,他们互相之间排斥才对。
首先,从量子力学来讲,把基本粒子分为玻色子和费米子两大类,玻色子是携带力的粒子,费米子得遵守1925年泡利提出泡利不相容原理,泡利不相容原理说的是不可能由两个及以上的处于微观状态的费米子在一起。可是到了太阳的晚期,太阳内部自身的扩张力抵抗不了引力,使得电子不得不相互靠近,产生一种对抗引力的电子简并压。