哪裡能找到紅巨星和白矮星

一閃一閃亮晶晶

所有的恆星都會透過將氫原子聚變成氦原子來製造光和熱。紅巨星就是一種快要抵達生命盡頭的恆星。

隨著時間的流逝,恆星內部的氫燃料逐漸用光,中心只剩下氦元素。隨著恆星開始冷卻並收縮,其外層向內坍塌,內部壓力和溫度劇烈升高,直到氦開始燃燒——這使恆星又開始膨脹,越脹越大,最後就變成了一顆紅巨星。

紅巨星表面溫度較低,看起來是紅色的。你在夜空中就能看到紅巨星,例如獵戶星座中的參宿四星。

白矮星是中小號的恆星在紅巨星階段之後的狀態。

恆星的外層開始剝落,核心剩下的大多數是碳元素。

其核心變得十分緻密——一茶匙的白矮星物質就和一頭大象一樣重。

它會變得非常炙熱,看起來是白色的。

幾十億年之後,白矮星會逐漸冷卻,最終變成一顆黑矮星(不會釋放任何光)。

50億年之後,太陽會變成一顆紅巨星,這意味著它會膨脹到火星軌道大小(永別了,地球!),但是它產生的熱量會越來越小——只有目前的三分之一左右,最終會變成白矮星。

哪裡能找到紅巨星和白矮星

紅巨星是什麼

當一顆恆星度過它漫長的青壯年期——主序星階段,步入老年期時,它將首先變為一顆紅巨星。紅巨星是恆星燃燒到後期所經歷的一個較短的不穩定階段,根據恆星質量的不同,歷時只有數百萬年不等,這與恆星幾十億年甚至上百億年的穩定期相比是非常短暫的。紅巨星時期的恆星表面溫度相對很低,但極為明亮,因為它們的體積非常巨大。在赫羅圖上,紅巨星是巨大的非主序星,光譜屬於K或M型。之所以被稱為紅巨星是因為看起來的顏色是紅的,體積又很巨大的緣故。紅巨星衰亡時期外圍熾熱物質膨脹範圍模型。以太陽系為參照, 三個行星軌道從內向外依次是地球、火星和木星。 今天的全球變暖日益明顯,但是與天文學家從望遠鏡裝置中觀測的宇宙中恆星的高溫膨脹過程相比,簡直就是小巫見大巫了。

哪裡能找到紅巨星和白矮星

白矮星是什麼

白矮星(White Dwarf,也稱為簡併矮星)是一種低光度、高密度、高溫度的恆星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小,因此被命名為白矮星。

白矮星是演化到末期的恆星,主要由碳構成,外部覆蓋一層氫氣與氦氣。白矮星在億萬年的時間裡逐漸冷卻、變暗,它體積小,亮度低,但密度高,質量大。

當紅巨星的外部區域迅速膨脹時,氦核受反作用力卻強烈向內收縮,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,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合物,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。當恆星的不穩定狀態達到極限後,紅巨星會進行爆發,把核心以外的物質都拋離恆星本體,物質向外擴散成為星雲,殘留下來的核心就是我們能看到的白矮星。

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黑矮星是什麼

黑矮星 (Black dwarf) 是類似太陽質量大小的白矮星(或質量較小的中子星)繼續演變的產物,其表面溫度下降,停止發光發熱。由於一顆恆星由形成至演變為黑矮星的生命週期比現今宇宙的年齡還要長,因此現時的宇宙並沒有任何黑矮星。 假如現實的宇宙有黑矮星存在的話,偵測它們的難度也極高。因為它們已停止放出輻射,即使有也是極微量,且多被宇宙微波背景輻射所遮蓋,因此偵測的方法只有使用重力偵測,但此方法對於質量較少的星效用不大,這個問題在於偵測到了一顆和白矮星大小相仿的不發光星體,以現有技術很難區分它是行星還是黑矮星。