03.04 白矮星最終會變成什麼星,那中子星呢,它們的最終狀態是什麼?

科學船塢


白矮星,中子星,黑洞這些是恆星生命演化的一種結局之一。對於恆星來講,它的的演化過程走那一條路線,主要取決於自身的質量,內部的斥力與自身引力的平衡。

對於太陽這樣質量大小的恆星,當內部核心以氫為燃料進行核聚變,經過數十億的消耗,內部氫消耗殆盡,而稍微外圍的反應會使恆星的外層膨脹,這時恆星體積增大成為紅巨星。當表面膨脹的外層拋射向宇宙,逐漸恆星殘留的核心就成為了體積小而高溫的白矮星,白矮星慢慢冷卻後就成了冰冷的黑矮星。

對於質量較大的恆星,它的最終外層質量損失不多,就不能成為白矮星,特別質量在太陽8倍以上的恆星,由於質量很大,星核發生塌陷,電子和質子結合成了中子,最後演化為中子星。而恆星外部的物質撞擊星核,會引發超新星的爆發。而質量更大的恆星最終演化成了黑洞。

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量子實驗室


答:中子星並不是恆星的終結,中子星還會繼續演化為黑洞或者黑矮星。


中子星是大質量恆星,在演化末期的結果之一,擁有致密的密度和高速的自轉,中子星的典型密度為5億噸每立方厘米,自轉速度甚至高達每秒幾百圈。



中子星還會繼續演化,根據情況有兩種結果:

(1)中子星繼續吸取周圍物質,尤其是雙星系統中,中子星吸取另外一顆恆星的物質,達到一定質量後中子星將演化為黑洞;

(2)中子星沒有可吸取的物質時,因為中子星將很快損失能量,轉速降低,溫度降低,大約100萬年後,中子星逐漸冷卻,進而轉變為黑矮星,黑矮星基本就是恆星的“墳墓”;

所以中子星的結局,根據情況有兩種:繼續演化為黑洞,或者演化為黑矮星。


目前,人類發現並記錄的中子星,有接近3000顆;中子星的特點除了緻密的密度外,表面溫度還高達數千萬度。



剛形成的中子星保留了前恆星的絕大部分角動量,後期消耗角動量來維持光度,所以越年輕的中子星,自轉速度越高、表面溫度也越高。

利用這個特點,我們可以粗略估計一箇中子星的大致形成時間。


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艾伯史密斯


白矮星和中子星最後都會演變成黑矮星。

無論是白矮星還是中子星,都是恆星在演化末期的產物。雖然理論上,超大質量的恆星會演化成黑洞。但直到現在,在天文觀測方面並沒有在超新星爆炸後的核心地區發現有新黑洞的產生。

首先,無論是被稱作“失敗的恆星”的褐矮星,還是比太陽小得多的紅矮星。它們離開主序期後的最終結局是什麼還只能靠理論推測,因為宇宙形成至今雖然有一百多億年了。但這個時間對這兩類恆星而言實在太短了,他們的主序期遠遠高於這個時間。目前,宇宙中還不存在垂死的紅矮星。

據推測,當紅矮星內部的氫元素將要耗盡時,它不會演變成紅巨星,因為內部壓力不夠,不足以使其核心地區塌縮。它的演化結果是變成褐矮星。最後,隨著能量流失,最後完全熄滅而成為一顆冰冷的黑矮星。這是一個需要數千億年甚至更久才能完成的過程。

其次,黃矮星,也就是太陽這個質量級的恆星。它們演化的最終結果是白矮星。即當它們內部的氫元素耗盡時,內部的平衡被打破,由於引力是作用,使得其內核開始塌縮,而在反作用力下,外層開始膨脹。此時,恆星進入“紅巨星”時代。最後,內核與外層脫離,外層消散,內核就是白矮星了。

此時白矮星會繼續進行聚變反應,只是它的聚變產物不在是氦而是碳和氧等物質了。直到能量完全耗盡,最後,也會變成冰冷的黑矮星。這同樣是個極其漫長的過程。目前,宇宙中沒有徹底熄滅的白矮星。

第三,藍矮星,也是質量最大的一級處於主序期的恆星。在這類恆星中,質量小於8個太陽質量的藍矮星,它的演化過程和太陽一樣,也是紅巨星--白矮星---黑矮星的過程。質量大於8個太陽質量而小於30個左右的太陽質量的藍矮星,由於其超大質量帶來的超大引力,而導致恆星在核心塌縮的時候,可以把原子外部的電子直接壓入原子核內而形成中子。這樣,恆星的內核就成了一顆中子星,而質量更大一些恆星在核心塌縮的時侯,會把中子壓的更“緊實”,從而形成超緻密中子星。而再大一些的話,則會把中子“壓碎”而使其進入“夸克”階段。從而,中子星就變成了“夸克星”。如果恆星再大一些的話,會把整個恆星的核心徹底“壓碎”而形成一個“奇點”。這個奇點就是所謂的“黑洞”了。

中子星會繼續釋放恆星殘餘的能量。最後,在釋放完了所有的能量以後,中子星也會徹底熄滅而成為一顆黑矮星。

當然,目前人類也沒有發現熄滅的中子星。

那麼,宇宙中所有的恆星徹底熄滅需要多久呢?據推算,這個時間超過一萬億億年。


陌上雲白


白矮星最終會變成什麼星,那中子星呢,它們的最終狀態是什麼?

白矮星與中子星都是恆星的一個結局,不同的是兩者是由不同內核質量的恆星發展而成、小於8-10倍太陽質量的恆星後期一般是發展成白矮星,這個極限之上,25-30倍太陽質量以下的恆星後期會超新星爆發,最終演化成中子星,兩者都會攜帶自恆星坍縮而來的角動量以及引力勢能,除此之外再無別的能量來源,因為白矮星與中子星內部沒有能量生成機制,因此兩者未來的發展就是“坐吃山空”,走向一個黑球無法避免,區別就是兩者的密度不一樣,大小其實也不一樣;但這一天極為遙遠!

圈圈處就是太陽未來的命運,走向一顆白矮星無可避免!

但是如果白矮星或者中子星附近有一顆伴星那結果可能會完全不一樣,因為白矮星可以通過吸取其伴星物質不斷成長,直至其質量超過1.44被太陽質量的上限,那麼其未來將發展為一顆Ia型超新星;由於其爆發時質量非常一致,因此科學家將其作為宇宙中的標準燭光,輔助遙遠天體的測距。

中子星一樣能通過吸收伴星物質繼續成長,未來也有可能超過極限坍縮成黑洞,但這僅僅是裡理論上存在這種可能,相關機構仍然沒有從浩瀚的宇宙中找到類似的證據,畢竟這有一些困難,當然宇宙那麼大,也許已經有克服困難的中子星成長為了黑洞!只不過我們尚未發現罷了!


星辰大海路上的種花家


當太陽死亡(主序星階段結束)之後,就會成為一顆白矮星,那麼當它的白矮星階段結束之後呢?理論上講,它會成為一顆黑矮星,這是一種真正的死星,它不發光不發熱,看上去沒有任何生機,但是隻要宇宙的物理定律不發生變化,那麼它就會永遠存在下去。

不單是白矮星會演變成黑矮星,中子星在經過長時間的能量輻射之後也有可能變成白矮星,然後再經過長時間的輻射變成黑矮星,也有科學家認為黑洞如果不吸收物質和能量的話,通過霍金輻射的衰變也有可能變成中子星,那麼如果再通過衰變變成白矮星,接著衰變下去,就成了黑矮星。



不過,不吸收物質的黑洞和中子星衰變到發生質變時間都極其漫長,單說白矮星到黑矮星的衰變演化階段就長達至少200億年,然而宇宙的年齡至今不過137億年,所以宇宙中至今沒有黑矮星出現。


然而宇宙中有不吸收物質的黑洞,中子星乃至白矮星嗎?根本沒有!因為天體引力的作用,每一種星體都在不斷的吸收周圍的物質和能量,因此我們看到的很多這樣的天文現象都是小星體通過吸收物質和能量變成了更大的星體,比如小行星通過碰撞融合變成更大的小行星,一些小行星和彗星撞擊行星讓行星質量變得更大,而每個恆星系統中的主恆星也都在不斷的吸收物質變得更大,黑洞等就更不用說了,有的黑洞甚至能吸收一個星系的物質變成類星體。


我們單說白矮星和中子星,這兩種星體都是恆星由於超新星爆發損失了大量質量而形成的,然而它們在形成白矮星和中子星之後其質量大都是在增長中的,宇宙中的白矮星和中子星大都正在變得更大,特別在一些多星系統中,中子星和白矮星可以吸收伴星的物質能量,當白矮星通過吸收物質,使自身的質量達到太陽的1.44倍以上的時候,它就會變成中子星,而當中子星吸收質量達到太陽質量的三倍的時候,它就會演化為黑洞,所以從星體的這些演化趨勢來看,宇宙中的星體大都在變得更大。


雖然如今的宇宙仍然在膨脹中,但是宇宙中的物質丰度還是很高的,宇宙膨脹的規模和速度還不足以有效阻礙星體吸收物質,而如果白矮星能不斷吸收物質的話,那麼衰變成黑矮星的可能性就微乎其微,因此黑矮星在宇宙中的出現是十分困難的。


科普大世界


白矮星是質量如同我們太陽大小的恆星死亡後的產物,它體積很小,密度很大,並且依然能夠發出微弱的光,當這些光經過極其漫長的歲月消失後,白矮星就成為了黑矮星!

黑矮星,顧名思義,就是完全不發光的星體,也可以理解為完全死亡的星體!不過從白矮星到黑矮星的轉變過程實在太漫長了,以至於宇宙誕生至今仍然沒有出現一顆黑矮星!

而中子星的最終形態多半會是黑洞,因為中子星常常以伴星的形式出現,它強大引力會吞噬伴星的物質,質量繼續增大成為黑洞。或者兩個互為伴星的中子星融合成為黑洞!

不過也不排除有的中子星本身沒有伴星,沒有足夠的物質來吞噬成為黑洞,這樣的中子星就是最終形態,最終慢慢蒸發掉(過程同樣漫長的不可想象)!

不過,對於目前的宇宙來說,137億年的歷史看起來很長,但相比白矮星變成黑矮星的過程,137億年的歷史顯得微不足道,所以目前我們一般認為白矮星,中子星和黑洞就是恆星的三種最終形態,像黑矮星這樣的天體對於我們的宇宙來說還沒有多少意義!


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