即使失去了核燃料,白矮星是如何发光的?恒星内部发生了什么?

在黑洞、中子星和磁星之后,白矮星仍然是宇宙中最神秘的物体。


通常恒星在我们看来是热的,但白矮星不是那样的,与其他恒星不同,白矮星有一个坚固的晶体核心。这些神秘的恒星是由耗尽的红巨星形成的,因为它们的上层松散地束缚在一个非常密集的核心上。结果,形成了一颗与地球差不多大小但非常致密的恒星,没有热核反应所需的燃料。

尽管如此,由于巨大的热能储备,白矮星继续闪耀,其消耗可能需要数十亿年。然而,与太阳相比,白矮星的光度非常低。顺便说一句,我们的太阳是白矮星的直接候选者。当它达到老年时,这将在大约 60 亿年后发生,它将变成一颗红巨星,然后以宇宙标准在短时间内失去外层,它将缩小到白矮星的状态,它将继续微弱地闪耀下一个数百亿年。

白矮星内部会发生什么


白矮星与其他恒星不同,具有坚固的结晶核心。

与此同时,幽冥星辰的深处,也将开始发生惊人的变化。随着白矮星核心的物质冷却,它失去了气体的特性,变得更像液体。巨大的压力如此强烈地压缩原子,以至于它们的键开始断裂。结果,释放的电子形成简并电子气和原子核,它们失去了自由运动所需的能量,开始形成类似于冷冻氢结构的晶体结构。

然而,白矮星的内部仍然非常热,温度约为 1000 万度。但是,形成大气层的恒星外部气态层的温度要低几个数量级,达到几千度。至于晶核的组成,将取决于母星内部的核合成结果。通常它在适合形成白矮星的恒星中的产物是碳和氧。

在这种发光晶体的状态下,白矮星将继续存在数十亿年,逐渐变冷变红,直至最终停止发出可见光,变成黑色和寒冷。然而,白矮星的最终命运只是一个假设,因为根据粗略的估计,一颗垂死的恒星完全冷却至少需要 10^15 年,这比估计的宇宙年龄要长得多。

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