第51部分 (第2/5頁)
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被壓縮的物質不斷變熱,最終核心溫度將超過一億度,於是氦開始聚變成碳。
經過幾百萬年,氦核燃燒殆盡,現在恆星的結構組成已經不那麼簡單了:外殼仍然是以氫為主的混和物;而在它下面有一個氦層,氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加複雜,中心附近的溫度繼續上升,最終使碳轉變為其他元素。
與此同時,紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振盪:恆星半徑時而變大,時而又縮小,穩定的主星序恆星變為極不穩定的巨大火球,火球內部的核反應也越來越趨於不穩定,忽而強烈,忽而微弱。此時的恆星內部核心實際上密度已經增大到每立方厘米十噸左右,我們可以說,此時,在紅巨星內部,已經誕生了一顆白矮星。”
到這裡小管頓了一下,也沒管陳衛前面聽沒聽明白,就問道:“你現在可以想象一下白矮星的密度有多麼大嗎?”
陳衛傻愣愣的沉默了一會才略帶尷尬的摸著腦袋說道:“還是由你來說說吧,我對這個不在行!”
小管沒有理會陳衛的尷尬,接著說道:“我們知道,原子是由原子核和電子組成的,原子的質量絕大部分集中在原子核上,而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米,而氫原子核的半徑只有十萬億分之一厘米。假如核的大小象一顆玻璃球,則電子軌道將在兩公里以外。
而在巨大的壓力之下,電子將脫離原子核,成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地佔據原子核之間的空隙,從而使單位空間內包含的物質也將大大增多,密度大大提高了。形象地說,這時原子核是“沉浸於”電子中。
一般把物質的這種狀態叫做“簡併態”。簡併電子氣體壓力與白矮星強大的重力平衡,維持著白矮星的穩定。順便提一下,當白矮星質量進一步增大,簡併電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮,白矮星還會坍縮成密度更高的天體。“
說道這裡,小管又問道:“你知道接下來如果白矮星繼續演變會產生什麼嗎?”
“我想應該就是中子星了吧?”陳衛回答道。
小管聽了陳衛的回答,說道:“這麼說也沒錯,但還不夠確切。準確的說如果白矮星此時不再坍縮,那麼對單星系統而言,由於沒有熱核反應來提供能量,白矮星在發出光熱的同時,也以同樣的速度冷卻著。經過一百億年的漫長歲月,年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個比鑽石還硬的巨大晶體--黑矮星而永存。當然了這裡還有多星系統,我們就先不說了。
而如果白矮星繼續坍縮下去,那麼就是中子星或者是黑洞了。”
聽到這裡,陳衛不可思議的插話道:“老天,白矮星就已經那麼變態了,中子星居然是它坍縮後產生的,居然還和黑洞並列!”
小管看了陳衛一眼,說道:“現在知道厲害了吧!呵呵,我們還是繼續說說中子星的具體情況吧,畢竟我們馬上就要面對它了。”
“好啊,我正在聽呢!”陳衛附和道。
小管接著說道:“中子星的密度為10的11次方千克/立方厘米, 也就是每立方厘米的質量竟為一億噸之巨!對比起白矮星的幾十噸/立方厘米,後者似乎又不值一提了。 事實上,中子星的質量是如此之大,半徑十公里的中子星的質量就與你們地球家鄉的太陽的質量相當了。
同白矮星一樣,中子星也是處於演化後期的恆星,它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星,其質量更大罷了。根據科學家的計算,當老年恆星的質量大於十個太陽的質量時,它就有可能最後變為一顆中子星,而質量小於十個太陽的恆星往往只能變化為一顆白矮星。
但是,中子星與白矮星的區別,決不只是生成它們的恆星質量不