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一勺中子星物质或白矮星物质离开中子星或白矮星会膨胀或者爆炸吗

时间: 2021-09-17 01:57:32 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 93次

一勺中子星物质或白矮星物质离开中子星或白矮星会膨胀或者爆炸吗

如果有白矮星突然遭受到中子星和黑洞攻击,白矮星会怎么样?黑洞会怎么样?中子星会怎么样?

白矮星会和中子星发生碰撞,它们两个爆炸后的残骸会被黑洞所吞噬。
你所说的攻击是什么意思。。。

中子星和白矮星最终的结局,是变成黑矮星还是爆炸?

中子星和白矮星都是物质非常致密的天体,每立方厘米中子星的质量可达8000万到20亿吨,每立方厘米白矮星的重量可达100公斤到10吨。

中子星模拟图

白矮星模拟图

中子星和白矮星都是恒星主序星阶段结束之后变成的星体。在刚形成的时候,它们的温度是非常高的,超新星爆发的时刻可以产生约1500亿摄氏度的温度,那么这个时候中子星的温度也是基本等同于这样的温度;白矮星的温度要低得多,但刚形成的白矮星也是红巨星的内核,温度也可以达到数十亿度。

不过理论上讲这两种星体形成之后的温度会一直处于下降状态,因为它们内部不再有核聚变,所以只会将自身固有的热量辐射出去,当辐射到表面接近宇宙背景温度时,它们就成了一颗黑矮星,也就是一个不发光也不散热的星体。

但是中子星和白矮星的散热时间会非常长,可能长达200亿年,这已经大大超过了宇宙138亿年的年龄,所以天文学家们认为宇宙中至今还没有形成一颗黑矮星。

虽然理论上这么认为,然而实际上宇宙中的白矮星和中子星热度降下来非常不容易,这是因为无论是中子星还是白矮星,它们形成的时候周围都会由于恒星的膨胀和扩散而存在大量的气态物质,宇宙中几乎没有周围空无一物的中子星和白矮星存在,而它们周围存在的物质的一部分也会在它们的引力作用下重新回到中子星和白矮星上,形成厚厚的大气层,这就像一个热量保护层一样,而且有的这类星体附近有恒星存在,也可以从恒星上吸取大量气态物质,其中的氢和氦元素等在中子星和白矮星的表面由于重力和高温作用还会激发核聚变,也就是说中子星和白矮星的表面通常都会发生氢元素的核聚变现象。

这样的事件无疑又会为星体本身增加热量,所以中子星和白矮星想降温可没那么容易,而且如果它们吸收的氢元素过多的话还会出现爆炸现象,质量达到太阳1.44倍的碳氧内核白矮星会发生内部的热核爆炸,具体表现通常是碳爆轰,这是一种剧烈的星体爆炸现象,天文学上称之为la型超新星爆发,爆炸之后整颗白矮星通常是化作一片星云,连个内核都没有。

而中子星如果吸收物质达到了太阳质量的三倍以上也会发生与之类似的现象,不过中子星是形成夸克星或者黑洞,如果形成黑洞的话,大部分物质都会被吸入到黑洞里。

即便以理论认为的中子星和白矮星200亿年的降温过程来说,在长达200一年的时间中,中子星和白矮星也有可能遇到其他星体,在爆炸的可能性之外,和其他星体兼并融合的可能性也很大,所以其演变成黑矮星的可能性很小,可见,宇宙间天体的变化也是很复杂的,每一种星体都会受到外部环境的影响,即便是恒星死亡的残骸中子星和白矮星也是如此。

质量小的中子星和白矮星的最终结局就是变成黑矮星,如果是质量大的中子星和白矮星,最终结局就是被压缩成一个奇点爆炸。
会变成黑矮星,因为它们最终都会消耗完能量,能量消耗完就是黑矮星。
是变成黑矮星。
白矮星和中子星都是由恒星演化而成,当中子星由于自身旋转而能量耗光,而形成黑矮星。同样,白矮星也是同样的道理。

白矮星会成为中子星吗

在白矮星达到钱德拉塞卡极限但是没有达到奥本海默极限时,请问这时它会变成中子星吗
理论上说,白矮星能够变成中子星。但应该有比较严格的条件。
钱德拉塞卡极限是指白矮星的最高质量,约为太阳质量的1.44倍。每一颗小质量恒星,在它的演化后期,当它内部已经充满碳元素时,理论上它的内核就是一颗白矮星。只是这时,它还被厚厚的外层高温气体包围着,我们看不到。
当它的外层高温气体以行星状星云的形式消散在宇宙空间后,中心的内核暴露出来,就是一颗白矮星了。此时,白矮星的质量一定是小于钱德拉塞卡极限的。
它能否变成一颗中子星,要看再往后如果演化。
我们都知道新星(不是超新星)。就是在一对双星系统中有一颗是白矮星,另一颗是红巨星时,白矮星会会周期性在发生超新星爆发,但周期并不严格。天文学家解释说,这是白矮星把已经达到洛希半径的红巨星上的富氢物质吸引到白矮星表面。白矮星的表面温度超过1000万度,当这些氢物质积累到能够产生核聚变反应的程度时,表面的氢会在瞬间被点燃,发生核爆炸,使白矮星发生极端明亮的爆发,把高温物质抛出星体,并将表面剩余的气体吹散。只要伴星能继续的供应氢在白矮星的表面吸积,一颗白矮星就能反复的爆发成为新星。
就是说,如果只是将低密度的氢(可能还有氦)吸集在白矮星表面,这能使白矮星的质量增加,至少不能增加太多,白矮星不能变成中子星。
有一种可能,就是蟹状星云中心中子星的形成过程。随着外围质量的增大,恒星中心的碳被点燃。碳点燃后相当平稳地进行核反应,恒星并不碎裂。那么恒星中心区的白矮星质量会愈来愈大,直至达到其极限质量而坍缩成一颗中子星。如同铁心灾变的情形一样(这是中子星形成的正常方式),这时所释放的能量用来安排一次超新星爆发将会绰绰有余。也许正是这种过程造就了1054年的中国超新星,进而形成了蟹状星云。它的演变史可能是这样的:从前有一颗5倍于太阳质量的恒星,氢聚变于其中心区;在该处的核燃料耗尽后,它演变成一颗红巨星。后来它的中心部分氦点燃起来,直至耗完,并形成了一个碳中心区。恒星的内部有一碳核被氦核壳层所包围,碳核的物质密度高如白矮星。氦壳层表面附近氢聚变为氦,而氦碳交界面附近氦聚变为碳。作为核心的碳球实质上已是白矮星,它的质量在这样的环境中不断增长,同时红巨星中心区这个碳球又不断缩小;当它的质量在1054年增长到约为太阳的1.4倍时就发生坍缩,即使碳聚变也不能顶住,巨额能量释放出来,外层物质在这次爆炸中向各方飞散,成为现在还位于该处天空的蟹状星云。至于那颗白矮星,它在一分钟内就已转变为一颗中子星,至今还发射着蟹状星云脉冲星信号。
还有一种可能。假设我们存有大量白矮星物质(注意是白矮星物质,不是富氢气体),并且会慢慢地把这种物质移至这颗白矮星表面上使它的质量增大,我们就会看到它的体积由于质量增大而缩小。当我们注上去的物质多到了使这颗白矮星达到太阳质量的1.33倍时,它的半径就会缩到只有太阳半径的4‰。不管我们加注物质有多么小心,随着质量的增大而体积缩小的势头愈来愈猛,白矮星内部压力对引力的抗衡能力愈来愈差。星体继续缩小,当质量大到太阳的1.4倍时,引力终于占了上风,星体失去平衡。这一临界质量就是钱德拉塞卡极限。一经超过这个极限,天体就在几秒种内崩溃坍缩。于是中子构成了坍缩中的物质。同时坍缩速度不断增长,中子以高速射向中心。一直要到星体物质压缩到半径只有大约10公里时,中子气体的压力才会增强到足以抵挡引力,使坍缩止住,星体物质的宏观向心运动停息。这种运动的能量变成辐射外逸,出现一个平衡态天体。既然它主要由中子组成,它就是一颗中子星。
虽然这只是假设,但在宇宙中可能真实发生。这就是两颗质量都不是很大的白矮星的碰撞合并。在此过程中,两颗白矮星合并为一,这颗新形成的星质量没有达到奥本海默极限,所以它是一颗中子星。
白矮星要变成中子星,可能只有这两种可能。
质量达到钱德拉赛卡极限的白矮星,将不可避免的进行1a型超新星爆发坍缩成中子星。

中子星和白矮星有什么区别?超新星又是什么?

中子星和白矮星都是恒星演化至后期的产物。
恒星演化至晚期时,其内核都会收缩,外层都会膨胀,成为红巨星。不同质量的恒星,形成红巨星时,其大小是不一样的。小质量恒星形成红巨星时,以碳为主的内核收缩,密度加大;以氢和氦为主的外层气体膨胀,逐渐远离内核,且温度会逐渐下降。当外层气体离内核越来越远时,内核对外层气体的引力也越来越小,气体将逐渐消散于宇宙空间,暴露出中心的高密度、高温度的内核。这个内核就是白矮星。根据计算,白矮星的质量不能大于1.44倍的太阳质量。我们的太阳的最终结局就是一颗白矮星。白矮星由于没有了能量补充,虽然它表面温度高达数万度,但会在以后的时间里慢慢地冷却下来,最终成为一颗不再发光发热的黑矮星。
当大质量恒星形成红巨星时,同样是内核收缩,外层气体膨胀。当然,这时的内核的主要成分与小质量恒星是不同的。大质量恒星的内核的主要成分是铁。由于铁的质量远大于碳,因而引力比碳核要大得多,引力也大得多。当中心的铁足够多,且铁核以外的轻一些的氧、氖、碳、钠等元素的数量及温度已不足以维持继续聚变为铁时,这颗恒星的核反应就停止了。恒星是以核聚变反应产生的向外的辐射压与恒星本身质量产生的向内的引力相等,来维持恒星的稳定的。没有了核反应,就没有了抵抗物质向内压缩的辐射压,恒星物质就会以极高的速度向着恒星的铁核集聚而来。在接近铁核时,下落的速度甚至接近光速。但铁核是无比坚硬的,这些物质撞击到铁核时,等于是撞到了一堵无比坚硬的墙,于是,恒星物质就会以几乎相同的速度反向冲出恒星,形成无比剧烈的内爆。这个过程叫“铁芯灾变”。冲出恒星的物质温度极高,冲出的速度又极快,其光度在数小时到数天内可以增加数十万倍,就形成了超新星爆发。在恒星物质向外极速扩散的同时,撞击铁核时带给铁核的能量,又使铁发生进一步的聚变,生成在恒星条件下无法生成的重元素,如钴、镍、铜、铂、银、金等,一直到铀、钍。其中的一部分会随着冲出的物质扩散到宇宙空间,成为形成其他星球的原料。我们地球上比铁重的元素就是这么来的。
在形成重元素的同时,铁核中的大部分质量会在外层物质的撞击下继续压缩,把电子都能压进原子核中,与质子结合,形成中子,物质密度进一步增加,成为一颗以中子为主的小体积、大质量、超大密度的恒星核,这颗恒星核心就是中子星。根据计算,中子星的质量只能在1.44-3.2倍的太阳质量之间,直径只有约30公里,但密度是每立方厘米数亿吨。它的密度其实就是原子核的密度,中子星可以看作是一个超大质量的原子核。
如果超新星爆发后,中心剩余的质量大于3.2倍的太阳质量,在收缩时,引力就会大到连中子都会被压碎,密度会继续增加,体积在超强的引力作用下继续收缩,直到恒星核的表面脱离速度(类似于地球的第一宇宙速度)达到光速,它发出的光就会被它自己的引力拉回去而无法发射出来,外面的物质和辐射也会被它的引力吸引而落入其中,这颗恒星的核心就突然看不到了,只能感受到它的引力。这种天体就是“黑洞”。由于黑洞的超强引力,所有已知的物理定律在黑洞视界内统统失效,它内部的物质存在的形式目前尚不可知。
首先,

都是
到末期会出现的结果.当恒星走完其漫长的一生后,小质量和中等质量的恒星将成为一颗
,大质量和超大质量的恒星则会导致一次
爆发.
爆发后恒星如何演变将取决于剩下星核的质量,当留下的星核质量达到太阳的1.4倍时,其引力将大到足以把星核内的原子压缩到使电子和质子结合成中子的程度.此时这颗星核就成了一颗
(超过1.4倍

,外壳的重力会进一步使其塌缩成
或者黑洞).并且,随着能量的不断消耗,白矮星与中子星都将成为不发光的
(但是目前普遍认为宇宙的年龄(150亿年)不足以使任何白矮星演化到这一阶段).
它们的区别与特点如下:
① 质量(根本区别)
白矮星的质量小于1.44个
;而中子星的质量下限是0.1个
,上限是3.2个太阳质量(据爱因斯坦的
,可以达到这个水平).
② 体积
白矮星的半径接近于行星半径,平均小于10的3次方千米;中子星的典型直径只有10公里
③ 密度
由上述特点可以知道,中子星的密度要远大于白矮星的密度.
(中子星的一种)上面的密度可达每平方厘米1亿吨以上、甚至达到10亿吨; 白矮星密度为每平方厘米1吨左右.
④ 温度
白矮星的表面温度平均为1万℃; 中子星的表面温度就可以达到1000万度,中心还要高数百万倍,譬如说达到60亿度


白矮星的
为10万—1千万高斯(高斯是
的单位),而大多数
表面极区的磁
度就高达10000亿高斯,甚至20万亿高斯.

的中心压力据认为可以达到10000亿亿亿个大气压,比地心压力强30万亿亿倍,比太阳中心强3亿亿倍.
⑦ 白矮星的光度(恒星每秒钟内辐射的总能量,即恒星发光本领的大小)非常小,是正常恒星平均的10的3次方分之一。
⑧ 脉冲星不停地发出无线
,而且两个脉冲之间的间隔(脉冲周期)十分稳定.
中子星与白矮星主要是两方面不同,首先中子星与白矮星的前身恒星不同,主要是质量上不同。一般认为质量是太阳的8倍是临界点,而星核质量在1.44倍为临界点。其次是本身组成物质不同,白矮星是靠电子简并力对抗万有引力,中子星则完全靠中子简并力对抗自身产生的万有引力,此外白矮星和中子星在体积,质量,以及电磁辐射方面也不同。
超新星也称超新星爆炸,是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。因为其非常明亮,在天空中就像出现一颗新星一样。所以成为新星或者超新星爆炸,其实这是恒星死亡最后的辉煌......................

宇宙中密度最高的星球!带一勺中子星回地球,会发生什么?

吃一勺中子星,会发生什么?其实,这种星体最大的特点还包括,拥有超强的伽马辐射,无论是人还是动物,一旦靠近伽马射线暴都会灰飞烟灭,目前,中子星仍然是人类探测到的仅次于黑洞的最大密度星体,它的密度已经超越了人类常识,有科学家表示,中子星每立方厘米的质量为8千万到20亿吨之巨,也就是说一勺中子星物质,相当于全世界汽车总重20亿吨,或是一座珠穆朗姆峰,可以说,如果有幸能够尝到一勺中子星物质,那将是地球都修不来的福气,当然,我有理由相信这个福气无人敢消受。


毕竟,中子星是一颗恒星发生了超新星爆炸后,为数不多的结局之一,同时,它也是继黑洞之后引力最为强劲的星体,纵观来看,中子星的面积最大为300平方千米,地球的面积是中子星的1700倍,如果将水的密度与中子星作对比,你会发现,中子星的密度相当于水的100万亿倍,倘若地球按照该比例进行压缩,最终地球的直径将不会超过22米,

人们往往惊奇于,中子星的质量在太阳的1.35-3倍,一颗典型的中子星的质量是太阳的1.35到2.1倍左右,半径仅有10到20公里的中子星,只要兵乓球大小的质量就已等同于地球上的一座山,中子星的自转速度,最高每秒可旋转1122圈,那它的逃逸速度又是怎样的?逃离中子星的引力束缚的速度是15万千米/秒,是光速的1/2,是地球的1.3万倍以上,可以说,中子星并非是大质量恒星的最终形态,它有着很高的温度和强大的辐射能量,每秒辐射出的能量转化成电,能够让我们地球用上几十亿年。


综合来看,中子星同黑洞一样,是20世纪激动人心的重大发现,它是处于演化后期的恒星,当老年恒星的质量约为太阳质量的8-30倍后,它就有可能会变为一颗中子星,而质量小于8个太阳的恒星,往往只能变为一颗白矮星,简单来说,中子星和白矮星一样,都是恒星演化而来,白矮星的形成则是由中小质量的恒星末期变成红巨星时,内部的氦聚变成碳核后形成的白矮星内核。


中子星同样是由恒星末期演化而来,和白矮星不同的是,形成中子星的一定是大质量恒星,正常在9倍太阳质量以上的恒星及大概低于30倍的太阳质量,因为再大质量的恒星演化出来的不是中子星,而是黑洞,顺带一提,中子星的能量消耗只能通过减慢自转速率的角动量来维持光度,

当中子星的角动量消耗完之后,它的结局将会与白矮星一样,变成一颗不发光的黑矮星,有人曾计算过,把1立方厘米的中子星物质放在地球上,中子星物质会迅速下沉向地心,同时开始吸附地壳物质加速膨胀并衰变爆炸,产生的能量相当于10亿颗氢弹爆炸的能量,要知道毁灭恐龙的希克苏鲁伯陨石,造成的爆炸能量只不过是氢弹的200万倍,而地球上密度最大的金属锇密度也才1立方厘米22.6克。


想要拿到这一勺中子星物质,首先你得去抵达中子星,现阶段,距离地球最近的一颗中子星编号为RX J1856.5-3754,它位于南冕座,离地球约400光年,克服这一距离后,你面临的下一个困难将是在中子星表面着陆,的确,你可以让飞船在中子星轨道上运行,但是总要将一个挖掘机放下去,鉴于中子星表面的重力加速度十分惊人,

即使你能够将挖掘机从1米的高度丢下去,它也会以每秒2000公里的速度在1毫秒之内落地,摔成一堆废铁,其次是中子星的温度很高,你知道吗?太阳表面温度在5700摄氏度左右,而地球上熔点最高的金属,也就是钨,它在靠近太阳表面的瞬间都会被汽化,相比之下,中子星更夸张,比太阳的温度还高166倍的中子星,它的表面温度就超过了1500万摄氏度,中心的内核温度甚至达到了1亿开尔文,正是中子星的剧烈反应,致使一般中子星的寿命相对来说都很短,我也不认为人类以后会发明出来那样的铲子。


假设最终,你在宇宙中最强的挖掘机技术的支持下,成功挖到了一勺1立方厘米的中子星物质,并克服了所有的困难,带着这一勺中子星物质,再奔波400光年,回到地球,坐在餐桌前,在打开超级容器的一瞬间,你会发现这一勺中子星就比航母还要重得多,

同期,中子物质也得到了自由,原因是它们失去了原本在中子星上巨大的引力束缚,实际上,这1立方厘米的中子星最恐怖的不是它的质量,反而是自由中子衰变后释出的能量,事实是这勺中子只能自由10分钟,之后它将开始衰变,衰变成稳定的质子并释放出大量的能量,所以很快,你就会和中子星物质合为一体,均匀地分布在它的表面,结局大概是,你被中子星吃掉了,这或许就是“死亡”的味道。

届时,整个地球的人都会与你来一场“冒险”,要知道它相当于原子弹“小男孩”能量的1万亿倍,是人类制造的最大的氢弹,即沙皇炸弹能量的3亿倍,是白垩纪造成恐龙灭绝的陨石能量的6万倍,等同于地球在12年内,从太阳得到的能量,爆炸结束,所有的熔岩、碎石和尘埃落回地面后,地球大致上还是一个球形,只是连一只跳蚤都找不到了,因为中子星离开束缚的瞬间,它的质子和电子就会分开,这个过程释放的能量是太阳的2到3倍以上,这意味着,地球无疑会由此走向毁灭,最后变成太空中的一堆尘埃。

地球会直接塌陷,没有任何物质能承受起如此大的质量。从而会对地球造成不可逆转的毁灭。
按照当今世界目前这个航天技术是去不到中子星的,更不用说带回来一些中子星的沙土了。
有可能会破坏地球的平衡,来自其他宇宙的物质,有可能会对地球上面的环境造成不好的影响。
文章标题: 一勺中子星物质或白矮星物质离开中子星或白矮星会膨胀或者爆炸吗
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文章标签:白矮星  中子星  物质  膨胀  爆炸
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