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成千上万颗的白矮星逐渐变成“水晶” 恒星的最终命运不再单一!

日期:2019-11-26 来源: 评论:

[摘要]在学生时代,我们应该都有从书中了解到,我们每天晚上抬头看夜空,都能看到星光闪闪,漂亮而又不失调皮。其实这些星星基本上都是恒星,而且都是在我们的银河系内,我们所知道的那些星座、星群,也都是由恒星组成的,那么恒星的生命尽头是什么呢?初生的恒星都...……

在学生时代,我们应该都有从书中了解到,我们每天晚上抬头看夜空,都能看到星光闪闪,漂亮而又不失调皮。其实这些星星基本上都是恒星,而且都是在我们的银河系内,我们所知道的那些星座、星群,也都是由恒星组成的,那么恒星的生命尽头是什么呢?

初生的恒星都是有着很强的生命力,它的核心会不断地进行着核聚变反应,持续地向外部爆发能量,但总有一天能量也会消耗完,演化到最后要么是恒星核合成,要么是超新星核合成,要么就变成一种不发光、不发热,密度又很高的白矮星,要么就是在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后发生引力坍缩,最后爆炸而产生的黑洞。总的来说,恒星的命运不是单一的却堪称曲折。

而我们要的说就是这个白矮星,它其实没有恒星好看,是恒星不再反生核聚变反应后能量耗尽的模样,就好比如从一个年轻的人到老了变成老人的模样一个道理,但是就算是老人也有老人的美,白矮星亦是如此。

科学家最近在我们的银河系又发现了一个神奇的现象:有成千上万的恒星(白矮星)正在变成“水晶”!并且还布满了我们的天空,最主要的是这话不是乱说的,而是已经找到了直接的证据。

其实,白矮星也可以当做恒星,不过为了区别对待,我还是继续叫白矮星,虽然它只是恒星的残留物。我们都知道,虽然白矮星是一个失去光和热的天体,但由于其生命周期中的相变而具有固体氧和碳的核心,类似于水变成冰的那种,但是温度却非常高!

虽然说白矮星是宇宙中最古老的恒星,但它们对科学家来说是一个很有研究意义的对象。我们可以把它们当作是宇宙的时钟,然后以高精度计算相邻恒星群的年龄,类似的就好比我们如果想要知道一棵树的年龄,我们可以观察树的年轮,拿年轮当作时间计数器,道理其实都是差不多的。

我们都明白,在那些巨大的恒星死亡之后并脱落外层且在数十亿年中释放其储存的热量时不断冷却之后,白矮星就是它们的产物,也是红色巨星的剩下来的核心。于是科学家就利用盖亚卫星的观测结果,在距离地球约300到15000光年的地方选了一些恒星当作白矮星的“候选人”,并分析了恒星的光度和颜色数据。

研究结果发现,特定颜色的恒星数量和光度超出了预期,并且由于潜热大量释放,导致其冷却过程减慢。在某些情况下,我们可以理解为,这些恒星的衰老速度已经减缓了20亿年,比例占比是银河系年龄的15%。

那么,所有的白矮星都会在它们的演化过程中结晶,而且更大一点质量的白矮星结晶的过程速度会更快。这是不是也意味着我们银河系中已经有了数十亿个白矮星已经完成了这个结晶的过程?而且在我们看过去更像是一个冰球,现在看过去还只是一个不够通透的“冰球”,但是让它们沉淀个100亿年后,或许会成为一颗晶莹剔透的白矮星!

结晶我们都知道,是 液态变成固态的过程,其中的原理是原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体,也叫做晶体。而在白矮星核心的极端压力下,原子被密集地堆积,使得它们的电子不受束缚,留下由量子控制的导电电子气体以及以流体形式带正电的原子核。当核心冷却到大约1000万度时,白矮星释放出的能量会使流体慢慢凝固,然后在心脏处形成金属核心,最后碳的外壳会大大增强!

在发现这个直接证据后,我觉得虽然科学家拥有了有凝固时释放热量的证据,但还需要更多的能量释放来 检验这个观察的结果。

在之前科学家只发现了200左右颗类似这样的白矮星,但是由于盖亚卫星的观测结果使得在获得这些较冷的白矮星以及银河系的老恒星的准确年龄方面迈出了一大步,有多大一步?数据表明,数量从原先的200颗壮大到现在的20万颗,可以说盖亚卫星是这个发现的大功臣!

我们也由此知道,因为结晶使得白矮星的寿命大大延长,恒星的命运虽然不是单一的,就算最终命运是变成白矮星,但从此白矮星不再是恒星的命运终点了!

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