超新星爆炸后 分别变成黑洞 中子星 白矮星?什么条件下分别变成 黑洞 中子星 白矮星?黑洞 中子星 白矮星?哪个体积最大 哪个最小?黑洞 中子星 白矮星 哪个密度最大哪个密度最小?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/13 09:23:32
超新星爆炸后 分别变成黑洞 中子星 白矮星?
什么条件下分别变成 黑洞 中子星 白矮星?
黑洞 中子星 白矮星?哪个体积最大 哪个最小?
黑洞 中子星 白矮星 哪个密度最大哪个密度最小?
那要看恒星发生超新星爆炸前的质量,1.4倍太阳质量以下的恒星将成为白矮星,1.4被倍到3倍太阳质量之间的恒星会成为中子星,在3倍太阳质量以上的恒星最终的归宿是黑洞.
体积的问题不好说,因为黑洞的大小是各有差异的----小到可以比月球更小,大到比太阳更大;中子星体积比较小,典型的中子星直径约十几公里,应该是三种星体中体积最小的;白矮星的大小和地球差不多.
三种星体的密度分别为:白矮星是每立方厘米100万吨;
中子星每立方厘米10亿吨;
黑洞每立方厘米是150亿吨;
所以,三种星体中黑洞的密度最大,中子星次之,白矮星最小.
希望这个答案你能满意!
[编辑] 白矮星
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1太阳质量的恒星,演化成白矮星之后的质量大约是0.6太阳质量,被压缩的体积则近似地球的大小。白矮星是非常稳定的天体,因为它向内的重力是与核心的电子产生的电子简并压力 (这是包立不相容原理导致的结果) 达到平衡。电子简并压力提供了一个相当宽松的极限来抵抗重力进一步的压缩;因此,针对不同的化学元素,白矮星的质量越大,体积反而越小。在没有燃料可以继续...
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[编辑] 白矮星
主条目:白矮星
1太阳质量的恒星,演化成白矮星之后的质量大约是0.6太阳质量,被压缩的体积则近似地球的大小。白矮星是非常稳定的天体,因为它向内的重力是与核心的电子产生的电子简并压力 (这是包立不相容原理导致的结果) 达到平衡。电子简并压力提供了一个相当宽松的极限来抵抗重力进一步的压缩;因此,针对不同的化学元素,白矮星的质量越大,体积反而越小。在没有燃料可以继续燃烧的情况下,恒星残余的热量仍可以继续向外辐射数十亿年。
白矮星的化学成分取决于它的质量。只有几个太阳质量的恒星,可以进行碳融合产生镁、氖和少量其它的元素,造成一颗主要成分是氧、氖和镁的白矮星。在抛弃掉足够质量的条件下,使它的质量不至于超过钱德拉塞卡极限 (见下文);并且在碳燃烧不够猛烈的条件下,使他免于成为一颗超新星[11]。质量的数量级与太阳相同的恒星无法点燃碳融合的核反应,所产生的白矮星主要成分是碳和氧,而且质量太低,不足以产生重力崩溃,除非在后期能够增加质量 (见下文)。质量低于0.5太阳质量的恒星,连氦燃烧都无法引燃 (见前文),因此压缩后成为白矮星之后的主要成分是氦。
在最后,所有的白矮星都将变成冰冷黑暗的天体,有些人就称它们为黑矮星。但是目前的宇宙还不够老,还不足以产生像黑矮星这样的天体。
如果白矮星的质量能增加至超越钱德拉塞卡极限 -对主要成分是碳、氧、氖、和/或镁的白矮星,是1.4太阳质量,电子简并压力将无法抵抗重力,将会因为电子捕获导致恒星塌缩。取决于化学成分和塌缩前的核心温度,核心可能会塌缩成为一颗中子星,或是因为引燃碳和氧的燃烧而失控。质量越重的元素越倾向于恒星塌缩,因为需要较高的温度才能重新点燃核心的燃料,也因此能使核子减轻的电子捕获过程能使核反应较容易进行;然而,越高的核心温度越容易造成恒星核反应的失控,这会导致恒星塌缩成为Ia超新星[12]。即使大质量恒星死亡产生的II 型超新星释放出的总能量更多,这种超新星会比II型超新星还要明亮数倍。这种会导致塌缩的不稳定性使得超过甚至接近1.4太阳质量的白矮星不可能存在 (唯一可能的例外是超高速自转的白矮星,因为离心力的作用抵销了质量上的问题)。联星之间的质量转移可能会造成白矮星的质量接近钱德拉塞卡极限,因而造成不稳定的状况。
如果在密近双星系统中有一颗白矮星和一颗普通的恒星,来自较大伴星的氢会在白矮星周围形成吸积盘,并使得白矮星的质量增加,直到白矮星的温度增加引发失控的核反应。在白矮星的质量尚未达到钱德拉塞卡极限之前,这种爆发只会形成新星。
[编辑] 中子星
像泡泡的影像是在15,000年前爆炸的超新星产生的冲激波,现在仍在扩张中。(view larger image).主条目:中子星
当恒星的核心崩溃时,压力造成电子捕获,因而使得大多数氢都转变成为中子。原本使原子核分离的电磁力消失之后 (在比例上,如果原子核的大小如同尘埃,原子的大小就如同一个600英呎长的足球场),恒星的核心就成为只有中子的致密球体 (就像是个巨大的原子核),在外面有几层由简并物质 (主要是铁的薄层和后续的反应产生的物质) 组成的外壳。中子也遵循包立不相容原理,使用类似电子简并压力但更强的力来抵抗重力的压缩。
像这种,被称为中子星的恒星,是非常的小—直径的数量级只有10公里,尺寸不会超过一个大城市的大小—并且有折极高的密度。它们的自转周期 由于恒星的收缩而戏剧性的缩得很短 (因为角动量守恒),有些高达每秒600转。随着这些恒星的高速自转,每当恒星的磁极朝向地球时,地球就会接到一次脉冲的辐射。像这样的中子星被称为波煞,第一颗被发现的中子星就是这种型态的。
[编辑] 黑洞
主条目:黑洞
如果恒星的残骸有足够大的质量,中子简并压力将不足以阻挡恒星塌缩至史瓦西半径之下时,这个恒星的残骸就会成为黑洞。现在还不知道需要要多大的质量才会发生这种情况,而目前的估计是在2至3太阳质量。
黑洞是广义相对论所预测的天体,而在天文学上的观测和理论也都支持黑洞的存在。依据广义相对论传统的说法,没有物质或讯息能够从黑洞的内部传递给在外部的观测者,虽然量子效应允许这种严谨的规律产生误差。
虽然恒星经由塌缩产生超新星的机制还未被充分的了解,也不知道不经过可见的超新星爆炸,恒星是否能够直接塌缩形成黑洞;还是超新星爆炸之后要先形成中子星,然后再继续塌缩成为黑洞;从最初的恒星质量到最后的残骸质量之间的关联性也不完全的可靠。要解决这些不确定的问题,还需要分析更多的超新星和超新星残骸。
体积有变量
密度:黑洞>中子星>白矮星
收起
黑洞的密度是最大的,中子星其次,白矮星最小。
当中子星塌陷后就成了黑洞。
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