白矮星vs中子星,10000个中子星大战黑洞

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-05-12 06:20:16

奥本海默极限就是稳定的中子星质量上限。

美国著名物理学家尤利乌斯·罗伯特·奥本海默是上世纪著名的“曼哈顿计划”*,组织领导发明了原子弹,被誉为“原子弹之父”。

奥本海默利用广义相对论无转动球对称星体结构方程,以及理想费米气体方程作为中子物态的物态方程,证明中子星存在一个临界质量。

若大于临界质量,中子星自身引力与中子简并压形成的平衡就会被打破,就不可能成为稳定的中子星,就会坍缩成更致密的天体,如夸克星或黑洞。

人们把这个临界极限叫做奥本海默极限。

但这个临界极限一直没有精准的数值。

现在人们认为这个质量极限约3个太阳质量。因此中子星是介于1.44~3个太阳质量之间的天体,在这样的质量下,中子星依靠中子简并压支撑自身引力压,保持了自身的一个稳定和平衡。

但有研究认为非旋转中子星,其奥本海默极限在2.16个太阳质量。但迄今为止并没有发现非旋转的中子星,因此一般认为奥本海默极限约为3.2个太阳质量。

至于夸克星,迄今在宇宙中尚没有发现,因此一般认为中子星超过奥本海默极限会坍缩成一个黑洞,除非发现另外的反证。

黑洞是宇宙天体的终极尸骸,一切通吃。一般认为大于太阳质量40倍的恒星,超新星大爆炸后会直接留下中心一个黑洞;中子星吸积或合并也会成为黑洞。

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白矮星和中子星怎么会长大超越极限呢?

白矮星和中子星实际上是原子已经被压变形或者被压碎了的物质组成的天体,其上面物质已经不是我们地球上所认识的118元素组成的物质了。

这两种至密天体,密度已经变得非常大。白矮星物质每立方厘米达到10吨左右,中子星物质每立方厘米高达20亿吨!

因此它们的质量与体积之比都变得很小,其表面引力就会变得非常极端,一般的天体物质只要靠近了它们的引力场,都会被撕碎吃掉。

而宇宙中,既有像我们太阳这样的由一颗太阳组成的单恒星系统,也有不少双星系统甚至多星系统。距离太阳最近的半人马座a星就是一个三合星系统,天狼星是个双星系统。

这样,就可能存在一颗恒星先老死了,形成一颗中子星或者白矮星,而另一颗恒星寿命还没有到头,这两颗恒星相隔不远的话,就很容易发生白矮星或者中子星抢夺恒星物质的情况,科学术语叫“吸积”。

白矮星vs中子星,10000个中子星大战黑洞(10)

天狼星就是由一颗白矮星和一颗蓝矮星组成,今后很可能出现白矮星吸积爆发的结果。

通过吸积,白矮星或者中子星质量就会越来越大,达到了钱德拉塞卡极限或奥本海默极限,就会发生la超新星爆发,随后中心继续坍缩成更至密的天体。

除了这种吸积方式超越临界极限,白矮星和中子星还常常玩“二人转”,两颗天体相互靠近发生碰撞,发生惊天动地的爆发,之后也会坍缩成更至密的天体,主要是黑洞。

这就是白矮星和中子星超越生死线的后果。因此白矮星和中子星虽然是恒星的尸骸,但不一定就是最终的尸骸,它们都还有可能“诈尸”或“借尸还魂”惊天动地一番,最终变成“终极尸骸”~黑洞。

到了黑洞,就到顶了,再也不会变成其他什么天体了。

黑洞质量目前还没有发现上限,这种宇宙顶级天体通吃一切,通过吸积只会越长越大,现在发现最大的黑洞质量达到太阳的660亿倍。

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