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白矮星的演变与寿命

2019-10-18 河外星系

白矮星的演变与寿命
白矮星是恒星生命史的晚期天体,是快要死亡的天体。它是如何演变来的呢?
现代恒星演化理论告诉我们:恒星是由星云收缩而形成的,星云中主要的成分是氢,星云收缩,温度不断升高,密度不断增大。当温度升高到 700 万 K 时,氢就会熔合在一起发生热核聚变,产生大量的光和热,这时恒星便诞生了。依靠氢聚变为氦的热核反应,恒星度过一生的青壮年时期。当核心的氢燃料消耗光的时候,核心温度升得更高,引发氦聚变反应,恒星膨胀变成一颗又红(表面温度较低)又大的红巨星。红巨星进一步演化,其外层气体由于膨胀慢慢扩散到宇宙空间去,而星体核心部分演化成白矮星。当星核质量大于白矮星质量极限时,星核便会演化为中子星或黑洞。到了这个阶段,恒星便进入老年垂死阶段。这时氢、氦等热核原料已经用光。此后,白矮星便依靠它的余热慢慢走向它生命的终点。
不过,有时白矮星也会“死而复活”。当白矮星是密近双星系统中的一个子星的时候,白矮星会吸积另外一颗子星的物质,吸积来的氢在白矮星表面堆积,形成氢气包层,当温度足够高时,就会发生热核反应而产生巨大能量。这种现象叫新星爆发。有的新星还会再度爆发,成为再发新星。
新星爆发后白矮星的命运如何?一种理论认为,白矮星有可能由于吸积过多的物质,质量超过白矮星质量的极限而发生引力坍缩,演化为中子星。
白矮星如何走完它的生命旅程?其最终结局到底如何?会不会演化成中子星?白矮星死亡之后的遗骸会成为形成新恒星的材料吗?  一系列问题引起人们的思考和兴趣。