小於1.44倍太陽質量會變成白矮星,是不是不會變成黑洞?

黑洞 核聚變 天文 星宇飄零2099 2019-04-24

對於太陽,遠不夠變成黑洞,甚至中子星都遠夠不上,只能變成白矮星。而小於1.44倍的太陽質量,有可能變成中子星,但更大的可能是變成白矮星。

在恆星演化模型裡,不同質量的恆星將擁有不同的終極命運,我們先來了解一下恆星是怎麼演化的。

恆星為什麼會發光

當原始星雲在引力作用下開始向內塌縮,由於摩擦和壓力,內部會開始急劇升溫,當星雲氣體的溫度上升到足夠高,坍縮的星雲氣體原子的核外電子開始脫離原子核束縛成為自由電子,星雲氣體變成高溫等離子體。

當塌縮的等離子體達到足夠質量,引力作用下壓迫核心導致好像溫度達到約1000萬K,失去外層電子的氫原子核可是發射核聚變。恆星形成,進入氫核聚變的主序星階段。

小於1.44倍太陽質量會變成白矮星,是不是不會變成黑洞?

恆星氫核聚變過程

不同質量的恆星命運

對於質量比較小的恆星,由於引力作用有限,內部產生的壓力也有限,因此核聚變反應會非常緩慢,其主序星階段壽命將超過宇宙年齡。

對於與太陽質量相當的恆星,在引力作用下內部壓力更大,溫度更高,為了低於更大的引力塌縮,恆星需要產生更劇烈的核聚變產生足夠的熱膨脹抵禦引力塌縮。太陽質量的恆星主序星生命週期大約100億年,小於宇宙年齡,所以現在已經有與太陽質量相當的恆星發展到末期,核聚變在氦核聚變結束就停止了,因為恆星的引力無法提供碳氧核聚變所需的壓力和溫度,最終在電子簡併壓下維持在碳氧白矮星狀態,由於不再有核聚變提供熱量來源,白矮星最終耗盡所有熱量而熄滅成一顆不發光的黑矮星。

小於1.44倍太陽質量會變成白矮星,是不是不會變成黑洞?

各元素核聚變溫度

不過也許會有另一種命運,就是當白矮星吸積了周圍天體和星際物質到足夠質量,一般認為達到1.44倍太陽質量,達到錢德拉塞卡極限,白矮星就會發生爆炸,這種爆發稱為Ia型超新星爆發,由於它質量和爆發程度都是確定的,所以現在在天文學上作為遠距離的標準燭光。

因此,像太陽質量的恆星,是沒有可能變成黑洞的,除非它被比它更大質量的中子星或黑洞吸收了。

對於遠大於太陽質量的恆星,由於引力塌縮產生的核心壓力更大,恆星核聚變需要反應得足夠快才能抵禦引力坍縮從而達到平衡狀態,因此恆星將更猛烈的燃燒,個別大質量恆星的主序星階段只能持續1000萬年左右,甚至更短。這類恆星內部一般能聚變到鐵,由於鐵元素繼續進行核聚變所需的能量將超過其核聚變後釋放的能量,因此它無法再通過核聚變釋放能量產生熱膨脹來低於引力,恆星氣體將向中心塌縮撞到中心的鐵核從而發生超新星爆發,最終當中心剩餘質量超過3.3倍太陽質量,核心就會不可抗拒地塌縮成黑洞,如果剩餘質量比較小,也有可能塌縮成中子星。

小於1.44倍太陽質量會變成白矮星,是不是不會變成黑洞?

黑洞

相關推薦

推薦中...