黑矮星

黑矮星

黑矮星(Black Dwarf)是中小質量恆星演化的最後期。大約1個太陽質量恆星演化的終極產物。它由低溫簡並電子氣體組成,由于整個星體處于最低的能態,因此無法再產生能量輻射了。以碳為主和少量氧構成。

  • 中文名稱
    黑矮星
  • 外文名稱
    Black dwarf

​簡介

黑矮星黑矮星

黑矮星 (Black dwarf) 是類似太陽大小的白矮星繼續演變的產物,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周期比宇宙的年齡還要長,因此現時的宇宙並沒有任何黑矮星。 假如現時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,縱使有也是極微量,且多被宇宙微波背景輻射所遮蓋,因此偵測的方法隻有使用重力偵測,但此方法對於質量較少的星效用不大。和褐矮星不同的是,褐矮星質量太少,其重力不足以把氫原子產生核聚變,黑矮星由於有足夠質量,在它們主序星的年代能夠發光發熱。

矮星知識

矮星(Dwarfstar):像太陽一樣的小主序星,如果是白矮星,就是像太陽一樣的一顆恆星的遺核。褐矮星沒有足夠的物質進行熔化反應。

簡介

原指本身光度較弱的星﹐現專指恆星光譜分類中光度級為V的星﹐即等同于主序星。光譜型為O﹑B﹑A的矮星稱為藍矮星(如織女一﹑天狼星)﹐光譜型為F﹑G的矮星稱為黃矮星(如太陽)﹐光譜型為K及更晚的矮星稱為紅矮星(如南門二乙星)。但白矮星﹑亞矮星﹑“黑矮星”則另有所指﹐並非矮星。物質處在簡並態的一類弱光度恆星“簡並矮星”也不屬矮星之列。“黑矮星”則是理論上估計存在的天體﹐指質量大致為一個太陽質量或更小的恆星最終演化而成的天體﹐它處于冷簡並態﹐不再發出輻射能﹔也有人專指質量不夠大(小于約0.08太陽質量)﹑已沒有核反應能源的星體。

棕矮星

棕矮星(Browndwarf)是類恆星天體的一種,質量約為5至90個木星之間。與一般恆星不同,棕矮星由質量不足,其核心並不會融合氫原子來發光發熱,無法成為主序星。但它們的內部及表面均呈對流狀態,不同的化學物質並不會在內部分層存在。現時人們仍在研究棕矮星在過往是否曾經在某位置發生過核聚變,已知的是,質量大于13個木星的棕矮星可融合。 棕矮星原先被稱為“黑矮星”,代表在字宙間漂浮的類恆星天體或質量不足以發生核反應的天體。但“黑矮星”一詞現時是指一些停止發光,並已死亡的白矮星。

早期的恆星模型指出,一個天體欲成為真恆星,必須擁有80個以上的木星質量,以產生核反應。“棕矮星”的理論最初于1960年代早期提出,指其數量可能比真恆星多,由于未能發光,要尋找也頗為困難。它們會釋出紅外線,可憑地面的紅外線偵測器來偵測,但由提出至證實發現足足用了數十年。

白矮星

白矮星(WhiteDwarf)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。 白矮星屬于演化到晚年期的恆星。恆星在演化後期,拋射出大量的物質,經過大量的質量損失後,如果剩下的核的質量小于1.44個太陽質量,這顆恆星便可能演化成為白矮星。對白矮星的形成也有人認為,白矮星的前身可能是行星狀星雲(是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環狀或圓盤狀的物質,它的中心通常都有一個溫度很高的恆星──中心星)的中心星,它的核能源已經基本耗盡,整個星體開始慢慢冷卻、晶化,直至最後“死亡”。

褐矮星

黑矮星黑矮星

褐矮星是構成類似恆星,但質量不夠大,不足以在核心點燃聚變反應的氣態天體。其質量在恆星與行星之間。 褐矮星是處于最小恆星與最大行星之間大小的天體,由于這一原因褐矮星非常暗淡,要發現它們十分復雜,因此要確定它們的大小就更加復雜。但是最近天文學家成功地發現了組成雙星系統的兩顆褐矮星,在確定它們圍繞共同重心運行的參數之後,計算出這兩顆褐矮星的重量和大小。

天文學家花了12年研究才發現這兩顆褐矮星,總共觀察了300多個夜晚和進行了1600次測量,結果計算出兩顆相當年輕褐矮星(還不滿100萬年)全部必需的參數,它們位于離開地球1500光年的獵戶星座。雙星系統中較大一顆褐矮星直徑超過木星50倍,而較小一顆褐矮星直徑比木星大30倍,也就是說,它們的直徑分別為太陽直徑的70%和50%。盡管它們初看起來不算矮小,但是它們的質量分別僅為太陽質量的5.5%和3.5%。

褐矮星被稱為“失敗的恆星”,它由于質量不足無法成為燃燒的恆星,但其質量仍遠大于太陽系最大的行星木星天文學家在這些古怪的星球上發現了巨大的類似行星的風暴,這種風暴足以與木星上的大紅斑風暴媲美。由于褐矮星會隨時間的推移冷卻下來,該星球上氣態的鐵分子就會濃縮成液態的鐵雲和鐵雨。隨著進一步的冷卻,巨大的風暴就會掃過這些雲層,讓明亮的紅外線逃逸到宇宙中。

褐矮星冷卻後會變成黑矮星。

紅矮星

根據赫羅圖,紅矮星在眾多處于主序階段的恆星當中,其大小及溫度均相對較小和低,在光譜分類方面屬于K或M型。它們在恆星中的數量較多,大多數紅矮星的直徑及質量均低于太陽的三分一,表面溫度也低于3,500K。釋出的光也比太陽弱得多,有時更可低于太陽光度的萬分之一。又由于內部的氫元素核聚變的速度緩慢,因此它們也擁有較長的壽命。紅矮星的內部引力根本不足把氦元素聚合,也因此紅矮星不可能膨脹成紅巨星,而逐步收縮,直至氫氣耗盡。也因為一顆紅矮星的壽命可多達數百億年,比宇宙的年齡還長,因此現時並沒有任何垂死的紅矮星。人們可憑著紅矮星的悠長壽命,來推測一個星團的大約年齡。因為同一個星團內的恆星,其形成的時間均差不多,一個較年老的星團,脫離主序星階段的恆星較多,剩下的主序星之質量也較低,惟人們找不到任何脫離主序星階段的紅矮星,間接證明了宇宙年齡的存在。

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